DAFTAR ISI
DAFTAR ISI
DAFTAR GAMBAR DAFTAR TABEL
PETUNJUK PENGGUNAAN MODUL BAB
I. PENDAHULUAN ……… 1
1.1. Latar Belakang ……… 1
1.2. Deskripsi Singkat ………... 1
1.3. Tujuan Pembelajaran ……… 1
1.4. Materi Pokok ………... 2
II. PERALATAN PENGEBORAN TAMBANG BAWAH TANAH ………. 3
2.1. Alat Bor Tangan dan Berpenopang ………. 3
2.1.1. Jenis Alat Bor Tangan (Hand-held Drill) ………... 3
2.1.2. Jenis Alat Bor Berpenopang (Mounted-Rock Drill) ………. 5
2.1.3. Spesifikasi Alat Bor Tangan dan Berpenopang ………... 7
2.1.4. Klasifikasi Alat Bor Tangan dan Berpenopang ……… 13
2.2. Alat Pendukung Pengeboran ………... 15
2.2.1. Kompresor ………... 16
2.2.2. Tabung penyuplai oli (Oiler) ……… 21
2.3. Rangkuman ………... 23
2.2. Latihan Soal ………... 24
III. PERLENGKAPAN PENGEBORAN TAMBANG BAWAH TANAH ………. 27
3.1. Jenis dan Fungsi Perlengkapan Pengeboran ……… 27
3.1.1. Batang bor (drill rod) ……… 28
3.1.2. Mata bor (Bit) ………. 31
3.1.3. Kopling (Coupling) ……… 35
3.2. Rangkuman ………... 40
3.3. Latihan Soal ………... 40
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. Jenis-jenis alat bor tangan pada tambang bawah tanah ... 5
Gambar 2 Jenis alat bor berpenopang (jumbo drill) pada tambang bawah tanah. ... 6
Gambar 3. Sistem gaya tekan pada alat bor berpenopang ... 6
Gambar 4. Tipikal alat bor tangan dan bagian-bagiannya ... 8
Gambar 5. Mekanisme operasional tuas kendali ... 9
Gambar 6. Tipikal telescopic jackleg untuk penopang mesin bor manual dan penyuplai gaya tekan ... 10
Gambar 7. Tipikal alat bor jumbo dan elemennya (Kurt, 1982) ... 11
Gambar 8. Cara membawa Jackleg dan drifter (Kurt, 1982) ... 14
Gambar 9. Klasifikasi kompresor berdasarkan cara kerjanya ... 15
Gambar 10. Mekanis pemampatan udara pada kompresor sistem perpindahan positif ... 16
Gambar 11. Komponen kompresor portabel (Ingersoll-Rand) ... 17
Gambar 12. Tipikal tabung penyuplai oli pengeboran ... 19
Gambar 13. Proses pelumasan aliran kompresi udara ... 20
Gambar 14. Posisi tabung oiler (lubrikasi) pada sistem alat bor tangan ... 21
Gambar 15. Elemen batang bor integral (Sandvik-Coromant) ... 26
Gambar 16. Tipe-tipe batang bor ekstensi ... 27
Gambar 17. Pengukuran D dan L batang bor ekstensi ... 27
Gambar 18. (a) Tipe Ulir dan (b) Profil pada Tipe Ulir ... 29
Gambar 19. Tipe mata bor dan bagian-bagiannya ... 30
Gambar 20. Tipe mata bor yang dirancang khusus ... 31
Gambar 21. Tipe kopling untuk penyambungan batang bor ... 32
Gambar 22. Ilustrasi Daur Batuan ... 43
Gambar 23. Proses pengujian kuat tekan batuan di lab... 45
Gambar 24. Klasifikasi massa batuan berdasarkan intensitas retakan ... 50
Gambar 25. Contoh daftar pemeriksaan (pre-operating) alat bor manual (Jack Leg) ... 53
Gambar 26. Contoh daftar pemeriksaan (pre-operating) alat bor berpenopang (Jumbo Drill) ... 55
Gambar 27. Contoh daftar pemeriksaan (pre-operating) perlengkapan bor ... 57
DAFTAR TABEL
Table 1. Klasifikasi alat bor tambang bawah tanah ... 13
Table 2. Konsumsi udara pada beberapa jenis alat bor ... 18
Table 3. Spesifikasi batang bor ekstensi (Jimeno, 1995) ... 33
Table 4. Diameter batang dan mata bor serta kedalaman pengeboran maksimum (Jimeno, 1995) ... 33
Table 5. Diameter mata bor, batang bor dan kopling (Jimeno, 1995) ... 34
Table 6. Berat batang bor sesuai diameter dan panjangnya (Jimeno, 1995) ... 34
Table 7. Umur layanan perlengkapan pengeboran pada pembuatan tunnel dan drift (Atlas Copco dLm Nimeno, 1995) ... 34
Table 8. Rekomendasi penggunaan tipe bit sesuai kondisi batuan ... 35
Table 9. Klasifikasi batuan beku berdasarkan kandungan silika ... 40
Table 10. . Ukuran dan jenis batuan sedimen ... 41
Table 11. Klasifikasi batuan sedimen ... 41
Table 12. Contoh batuan metamorf dan klasifikasinya ... 42
Table 13. Skala kekerasan Mohs ... 44
Table 14. Klasifikasi kekerasan batuan (Protodyakonov) ... 45
Table 15. Kandungan kuarsa pada beberapa tipe batuan ... 46
Table 16. Kekerasan dan abrasifitas batuan ... 47
Table 17. Komposisi mineral pada beberapa jenis batuan ... 48
Table 18. Densitas beberapa jenis batuan... 49
an saran-saran penyempurnaan lebih lanjut sangat kami harapkan dari para pembaca.
Kepada para narasumber, penulis dan anggota yang tidak bisa kami sebutkan satu persatu yang telah memberikan bantuan dan kerja samanya dalam penyusunan modul ini kami menyampaikan ucapan terima kasih.
Kepada para narasumber, penulis dan anggota yang tidak bisa kami sebutkan satu persatu yang telah memberikan bantuan dan kerja samanya dalam penyusunan modul ini kami menyampaikan ucapan terima kasih.
Kepada par
PETUNJUK PENGGUNAAN MODUL
Petunjuk penggunaan modul yang dipersiapkan dalam unit ini tidak bersifat wajib, namun digunakan sebagai pedoman atau panduan.
A. Pedoman bagi peserta
1. Pelajari modul ini dengan seksama terutama mulai dari Bab II, kemudian kerjakan soal-soal yang disediakan pada setiap Bab sampai memperoleh hasil minimal 80%, kemudian proses belajar dlanjutkan ke Bab berikutnya.
2. Periksa semua alat yang akan anda pergunakan
3. Bila anda menemukan masalah, silahkan bertanya kepada Dosen
4. Yakinkan diri anda telah menguasai modul ini, sebelum anda mengikuti ujian 5. Dan lain sebagainya
B. Peran Dosen:
1. Membantu peserta didik dalam merencanakan proses belajar,
2. Membimbing peserta diklat melalui tugas-tugas pelatihan yang dijelaskan dalam tahap belajar.
3. Membantu peserta diklat dalam memahami konsep dan praktik baru dan menjawab pertanyaan peserta diklat mengenai proses belajar peserta diklat 4. Membantu peserta didik untuk menentukan dan mengakses sumber tambahan
lain yang diperlukan untuk belajar,
5. Mengorganisasikan kegiatan belajar kelompok jika diperlukan,
6. Merencanakan seorang ahli/pendamping dosen dari tempat kerja untuk membantu jika diperlukan,
7. Merencanakan proses penilaian dan menyiapkan perangkatnya, 8. Melaksanakan penilaian
9. Menjelaskan kepada peserta diklat tentang sikap pengetahuan dan keterampilan dari suatu kompetensi, yang perlu untuk dibenahi dan merundingkan rencana pembelajaran selanjutnya,
10. Mencatat pencapaian kemajuan peserta didik.
GLOSARIUM
̶ Alat pengeboran adalah unit atau kendaraan pembuat lubang bor untuk lubang ledak atau lubang penguatan massa batuan.
̶ Peralatan pendukung pengeboran adalah komponen dari alat pengeboran yang cara kerjanya tidak langsung berhubungan dengan proses penghancuran batuan pada saat pembuatan lubang bor. Contoh peralatan pendukung pengeboran, diantaranya mesin bor (drifter), boom, under carriage, kompresor, dan oiler.
̶ Drifter adalah mesin bor yang dirancang untuk menghasilkan gaya impak, rotasi, gaya tekan (feed force atau thrust force) dan proses pembilasan (flushing) dalam proses pengeboran.
̶ Perlengkapan pengeboran adalah komponen dari peralatan pengeboran yang berhubungan langsung dengan proses penghancuran batuan saat pembuatan lubang bor melalui transmisi gaya dari drifter ke batuan. Elemen tersebut adalah mata bor (bit), batang bor (drill rod), kopling dan shank adaptor.
̶ Aksesori pengeboran adalah alat tambahan atau opsional dalam peralatan pengeboran yang berfungsi meningkatkan kenyamanan dan keselamatan selama proses pengeboran, seperti halnya pijakan kaki pada crawler rock drill (CRD), air conditioning (AC) dalam kabin dan sejenisnya.
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Peralatan dan perlengkapan pengeboran merupakan sarana pengeboran yang terintegrasi selama proses pengeboran berlangsung, sehingga diperoleh efektivitas dan efisiensi yang optimum untuk mencapai produktivitas pengeboran yang tinggi.
1.2 Deskripsi Singkat
Dalam mata kuliah ini dibahas materi mengenai peralatan dan perlengkapan pengeboran, cara menentukan peralatan dan perlengkapan pengeboran, cara pemeriksaan alat bor manual dan komponennya, pemeriksaan alat bor mekanis dan komponennya sesuai dengan prosedur, cara memeriksa dan merangkai perlengkapan bor manual dan mekanis
1.3 Tujuan Pembelajaran
Peserta didik mampu mengidentifikasi peralatan dan perlengkapan pengeboran dan menjelaskan kebutuhan, pemeriksaan kelaikan serta persiapan peralatan dan perlengkapan pengeboran untuk pembuatan lubang ledak serta untuk penguatan massa batuan di tambang bawah tanah.
Indikator kompetensi teramati ketika peserta dapat menguasai pengetahuan dan tata cara pemeriksanaan peralatan dan perlengkapan pengeboran, sehingga tercapai tujuan pembelajaran yang diuraikan di atas.
1.4 Materi Pokok dan Sub Materi Pokok
Memuat materi pokok (KUK) dan Submateri (aspek pengetahuan)
No. Materi pokok Sub materi
1 Peralatan pengeboran tambang bawah tanah.
a. Jenis alat bor manual (hand-held drill) dan alat bor mekanis.
b. Peralatan pendukung/penunjang untuk pengeboran (kompresor, tabung oiler pada alat bor manual.
c. Spesifikasi teknis alat bor manual dan mekanis.
d. Spesifikasi teknis peralatan pendukung.
e. Cara kerja alat bor manual (alat utama dan pendukung)
2 Perlengkapan pengeboran tambang bawah tanah.
a. Jenis dan fungsi perlengkapan alat bor mekanis yaitu mata bor (bit), batang bor (drill rod), kopling, dan shank adaptor, scalling steel
b. Jenis dan fungsi perlengkapan alat bor manual yaitu mata bor (bit), batang bor (drill rod) scalling bar
c. Spesifikasi teknis perlengkapan pengeboran di tambang bawah tanah 3 Menentukan peralatan dan
perlengkapan pengeboran tambang bawah tanah.
a. Informasi kondisi fisik batuan yang akan di bor (kekerasan batuan menggunakan skala mohs, tekstur batuan, komposisi mineral dalam batuan struktur batuan, komposisi mineral dalam batuan, dan batas bijih (hanging wall dan foot wall)
b. Jenis peralatan pengeboran yang sesuai dengan jenis batuan yang akan dibor c. Jenis perlengkapan pengeboran yang
sesuai dengan jenis batuan yang akan dibor
4 Pemeriksaan peralatan dan perlengkapan pengeboran.
a. Pemeriksaan alat bor manual dan mekanis b. Pemeriksaan komponen alat bor manual
dan mekanis
c. Pemeriksaan perlengkapan bor d. Perangkaian perlengkapan bor
BAB II
PERALATAN PENGEBORAN TAMBANG BAWAH TANAH
Cakupan peralatan pengeboran meliputi uraian tentang alat bor tangan atau manual yang disebut juga hand-held drill dan alat bor mekanis atau alat bor berpenopang yang disebut juga mounted-drill (Kurt, 1982). Setelah mempelajari bab ini peserta diklat diharapkan dapat mengidentifikasi dan menjelaskan aspek-aspek yang berkaitan kedua jenis alat bor tersebut, diantaranya adalah sarana pendukung, spesifikasi dan cara kerjanya.
2.1. Alat bor tangan dan berpenopang
Dalam pekerjaan pengeboran di tambang bawah tanah alat bor tangan dan alat bor berpenopang dapat digunakan untuk membuat lubang ledak pada tahap persiapan (development) dan tahap produksi bijih di lombong (stope). Pekerjaan pada tahap development meliputi pembuatan lubang akses horizontal (cross cut, adit, drift dan level) dan lubang akses vertikal (shaft, raise dan winze) menuju lokasi endapan bijih, untuk keperluan ventilasi atau jalan manusia dan barang keperluan tambang.
2.1.1 Jenis alat bor tangan (hand-held drill)
Pengertian alat bor tangan atau hand-held drill adalah alat bor yang dapat diangkat dan dipikul oleh manusia serta dioperasikan langsung untuk membuat lubang pada batuan. Terdapat tiga jenis alat bor tangan, yaitu (1) jackhammer atau sinker, (2) jackdrill atau jackleg, dan (3) stoper seperti terlihat pada Gambar 2.1. Perbedaan jenis tersebut didasarkan pada arah dan fungsi pengeboran.
a. Alat bor tangan jackhammer
Alat bor jackhammer atau sinker digunakan untuk pengeboran umum di tambang bawah tanah, antara lain untuk pengeboran lubang vertikal atau horizontal yang pendek dengan kedalaman 1 – 1,5 m, untuk pemasangan baut batuan atau jangkar mesin dan untuk pembuatan lubang ledak pada secondary blasting. Penggunaan alat bor tangan jackhammer lebih efektif untuk membuat lubang ledak vertikal ke arah bawah pada saat pembuatan sumuran (shaft sinking) atau winze, walaupun dalam keadaan tertentu memungkinkan dioperasikan mengebor ke arah horizontal.
b. Alat bor tangan jackdrill atau jackleg
Alat bor jackdrill atau jackleg adalah alat bor jackhammer yang dilengkapi dengan silinder pneumatik sebagai kaki penopangnya. Silinder pneumatik memiliki dua fungsi, yakni (1) menopang (menyangga) berat alat bor jackhammer dan (2) memberi gaya tekan (feed force atau thrust force) terhadap alat ke arah depan atau miring ke atas. Alat jackdrill yang lebih modern menyatukan kedua fungsi tersebut dengan membuat poros engsel pada bagian kaki penopang (leg), sehingga alat bor jackhammer dengan silinder pneumatik dapat dipisahkan atau digabung kembali.
Pada saat mesin jackhammer digabung untuk melaksanakan pengeboran, seluruh sistem pengeboran dikontrol pada bagian belakang (back head) alat bor dan kondisi tersebut memberi kenyamanan bagi Juru Bor. Dengan adanya silinder pneumatik penopang jackhammer, alat bor tangan ini sangat efektif dioperasikan ke arah horizontal dan miring ke atas. Alat bor tangan jackdrill dapat digunakan dalam pembuatan lubang akses horizontal dilakukan dengan cara full-face atau top- heading. Ketinggian efektif yang dapat dijangkau oleh alat bor tangan jackdrill antara 4 m sampai 5 m; sedangkan apabila dilakukan dengan cara top-heading, tinggi efektif lubang akses horizontal bisa mencapai antara 6 m sampai 8 m. Pada dasarnya efektivitas tinggi bor tangan jackdrill ini tergantung pada kenyamanan dan keselamatan Juru Bor ketika melaksanakan pengeboran dengan posisi berdiri.
c. Alat bor tangan stoper
Alat bor tangan stoper adalah jackhammer yang dikaitkan pada silinder pneumatik khusus untuk pembuatan lubang vertikal ke atas atau atap lubang akses.
Kedudukan jackhammer bisa segaris dengan silinder pneumatik yang disebut dengan stoper in-line cylinder (Gambar 2.1c) atau menempel pada silinder pneumatik atau stoper offset cylinder (Gambar 2.1d). Alat bor stoper offset cylinder umumnya digunakan pada pengeboran atap lubang akses yang rendah dengan ketinggian antara 3 – 4 m. Dengan mempertimbangkan silinder pneumatik sebagai penopang alat bor stoper, maka pada umumnya diameter silinder dan alat bornya berukuran sama.
Gambar 1. Jenis-jenis alat bor tangan pada tambang bawah tanah
(a) Jack hammer atau sinker, (b) Jackdrill atau jackleg, (c) stoper in-line, (d) stoper offset
.
2.1.2 Jenis alat bor berpenopang (mounted rock drill)
Pengertian alat bor berpenopang atau mounted rock drill adalah jenis alat bor yang diletakkan pada suatu penopang atau penunjang karena terlalu berat dan kuat apabila diangkat oleh tangan manusia. Untuk alat bor berpenopang ini ada juga yang menyebutnya sebagai drifter. Jenis penopang yang umum digunakan berbentuk boom hidrolik atau penopang kolom yang dirancang menjadi satu set dengan sasis ban atau rantai (crawler) agar memiliki mobilitas tinggi saat pindah ke lokasi pengeboran berikutnya. Jenis alat bor berpenopang yang digunakan pada pengeboran di bawah tanah adalah Jumbo drill. Alat bor jumbo terdiri dari satu, dua atau tiga penopang mesin bor yang dilengkapi dengan sebuah platform untuk tempat berdiri Juru Bor (Gambar 2.2a) atau kabin Juru Bor (Gambar 2.2b). Alat bor berpenopang digunakan terutama untuk membuat lubang horizontal pada tahap development dan ada pula yang dirancang untuk pengeboran vertical ke atas.
(a)
(b) (c) (d)
Gambar 2 Jenis alat bor berpenopang (jumbo drill) pada tambang bawah tanah. (a) Jumbo drill dengan platform, (b) Jumbo drill dengan kabin
Gambar 3. Sistem gaya tekan pada alat bor berpenopang
(a) Sistem ulir, (b) Sistem rantai
Gaya tekan (feed) pada alat bor berpenopang dilakukan dengan sistem ulir atau sistem rantai. Pada sistem ulir drifter bergerak oleh mekanisme putaran batang berulir yang mendorong maju drifter sekaligus memberikan gaya tekan atau menarik
(a)
(b)
Sistem ulir
Penopang
Drifter
Drifter Sistem rantai
Penopang
(a)
(b)
mundur drifter apabila selesai membuat lubang (Gambar 2.3a). Demikian juga pada sistem rantai, gerakan drifter maju dan menghasilkan gaya tekan karena tarikan rantai. Umumnya apabila tarikan rantai searah jarum jam akan menggerakkan drifter maju, sedangkan apabila kebalikan jarum jam drifter akan mundur kembali ke posisi semula.
2.2. Spesifikasi alat bor tangan dan berpenopang
Sebelum mengoperasikan alat bor untuk membuat lubang ledak atau lubang penguatan massa batuan, Juru Bor harus mengenali spesifikasi alat bor tangan dan berpenopang. Umumnya spesifikasi alat bor didasarkan pada kemampuan membuat lubang bor per satuan waktu yang dibedakan atas klasifikasi beratnya.
Namun sebelumnya perlu diketahui terlebih dahulu elemen atau bagian-bagian penting pada alat bor tangan maupun berpenopang.
2.2.1 Elemen pada alat bor tangan
Seluruh jenis alat bor tangan memiliki elemen yang sama yang terintegrasi dalam satu unit alat bor seperti terlihat pada Gambar 2.4.
(1) Batang bor disebut juga drill rod, drill string atau drill steel tergolong pada integral drill dengan diameter mata bor (bit) antara 35 – 41 mm (1⅜ – 1⅝ inci).
(2) Penahan atau retainer merupakan pengait untuk menahan batang bor pada bagian depan mesin bor. Apabila pengaitnya ditutup batang bor tidak terlepas dari chuck yang ada di dalam silinder depan, sedangkan bila pengaitnya dibuka batang bor dapat dilepaskan. Bagian penahan ini biasanya dilengkapi dengan pegas (per) agar penjepit tidak terbuka karena getaran pada saat operasi pengeboran berlangsung.
Gambar 4. Tipikal alat bor tangan dan bagian-bagiannya
(3) Silinder depan atau front head merupakan tempat pemasangan batang bor di dalam mesin bor. Pada bagian dalamnya terdapat bantalan logam dengan lubang (slot) berbentuk segi enam tempat menyisipkan ujung shank batang bor.
Fungsi bantalan untuk memutar batang bor dan slot untuk batang bor sering disebut chuck.
(4) Peredam disebut juga mufflers atau silencers yang dipasang pada lapisan silinder mesin bor untuk menyerap suara keras selama proses pengeboran. Alat peredam tersebut mampu mengurangi suara sampai sekitar 7 dB dan dapat mempengaruhi laju pengeboran.
(5) Silinder belakang atau back head merupakan tempat penampungan udara bertekanan tinggi dan air. Udara bertekanan tinggi berfungsi menggerakkan komponen mekanis di dalam mesin bor, sehingga terjadi gaya impak dan putar pada batang bor selama proses pengeboran berlangsung. Sedangkan tekanan air lebih kecil dari tekanan udara. Tekanan air berfungsi untuk membilas serbuk bor (cutting) sampai ke luar dari lubang bor dan juga sebagai pendingin selama proses pengeboran berlangsung. Pembilasan serbuk bor dari dalam lubang bor sampai ke luar dari lubang bor disebut proses flushing.
(6) Tuas kendali atau throttle control adalah tangkai pengatur kecepatan impak dan rotasi batang bor, pengontrol aliran air dan pembilasan serbuk bor menggunakan tekanan udara ketika pembuatan lubang telah selesai. Tuas kendali memiliki empat posisi pengoperasian, yaitu (1) posisi tuas ke arah atas untuk menghentikan mesin bor, (2) posisi tuas ke arah belakang udara mengalir
1
2
6
7
8 10
9 3 4
5
KETERANGAN:
(1) Batang bor (6) Tuas kendali (2) Penahan (7) Selang udara (3) Silinder depan (8) Selang air (4) Peredam (9) Hendel (5) Silinder belakang (10) Tiang jackleg
masuk ke dalam mesin, (3) posisi tuas ke arah depan batang bor mulai bergerak untuk membuat titik lubang bor, dan (4) posisi tuas horizontal ke depan kecepatan pengeboran penuh sampai terbentuk lubang bor (Gambar 2.5).
(7) Selang udara bertekanan (air pressure hose) adalah selang untuk mengalirkan udara bertekanan dari kompresor ke dalam mesin bor melalui pipa melengkung (gooseneck atau elbow). Diameter selang pada umumnya 25 mm dan terbuat dari bahan yang cukup kuat untuk mengalirkan tekanan udara sesuai dengan spesifikasi pada Tabel 2.1.
(8) Selang air (water pressure hose) adalah selang untuk mengalirkan air ke dalam mesin bor melalui pipa melengkung (gooseneck atau elbow). Diameter selang air lebih kecil dibanding selang udara, yaitu antara 13 - 19 mm, dan terbuat dari bahan yang cukup kuat untuk mengalirkan air yang bertekanan.
Gambar 5. Mekanisme operasional tuas kendali
(9) Hendel adalah pegangan bagi Juru Bor pada saat mengoperasikan alat bor untuk mengontrol dan mengendalikan proses pengeboran.
(10) Tiang jackleg berfungsi sebagai pendukung mesin bor dan penyuplai gaya tekan (feed force atau thrust force). Pada saat ini umumnya mekanisme pengaturan tinggi jackleg dengan gaya hidrolik yang disebut dengan telescopic jackleg (Gambar 2.6). Tujuan pengaturan tinggi jackleg adalah untuk menghasilkan gaya tekan batang bor dan bit pada dasar lubang yang optimal dan kenyamanan Juru Bor saat melakukan pengeboran.
Gambar 6. Tipikal telescopic jackleg untuk penopang mesin bor manual dan penyuplai gaya tekan
2.2.2 Elemen pada alat bor berpenopang
Tipikal bor jumbo atau alat bor berpenopang dengan elemen-elemen untuk pengoperasiannya tertera pada Gambar 2.7. Bor jumbo yang modern saat ini biasanya menggunakan ban karet sebagai penariknya atau undercarriage. Pada beberapa lokasi bor jumbo ditarik oleh rantai (track) atau roda besi yang bergerak di atas rel. Adapun tenaga pengerak bor jumbo pada umumnya tenaga disel yang menghasilkan tegangan listrik 3 fase atau AC sekitar 350 – 550 volt.
Pada Gambar 2.7 terlihat sketsa bor jumbo dengan dua unit mesin bor dipasang pada masing-masing penopangnya (boom) yang digerakkan naik-turun atau menyamping secara hidrolik (nomor 18). Mesin bor (nomor 20) adalah drifter yang cukup berat dan bertenaga besar (powerful), sehingga mampu membuat lubang ledak berdiameter 38 – 57 mm (1½ – 2⅓ inci) dengan kedalaman 1,5 – 5,0 m.
Alat bor tersebut digerakkan oleh listrik AC dengan tegangan 380 – 550 volt sebagai sumber energi untuk mengoperasikan kompresor dan pompa hidrolik. Terdapat dua kompresor dengan fungsi yang berbeda, yaitu kompresor khusus untuk pengereman (nomor 3) dan kompresor untuk pembilasan serbuk bor atau flushing dan pelumasan bagian pelumasan silinder depan atau front head mesin bor hidrolik (nomor 6). Tuas kendali proses pengeboran terdapat pada panel pengontrol pengeboran (nomor 13). Stop kontak untuk mengoperasikan bor jumbo terletak di dalam kabinet power (nomor 7) yang dilengkapi sistem pengamanan untuk motor listrik starter dan alat untuk pengubah tegangan listrik 3 fase atau AC menjadi 2 fase atau DC 24 volt untuk sistem kontrol pengeboran.
Pompa hidrolik pada nomor 4 dihubungkan dengan mesin disel untuk menggerak- kan boom selama perjalanan menuju lokasi pengeboran.
Gambar 7. Tipikal alat bor jumbo dan elemennya (Kurt, 1982)
2.2.3 Klasifikasi alat bor tangan dan berpenopang
Alat bor pada tambang bawah tanah yang bervariasi, baik ditinjau dari bentuk, berat, ukuran silinder penopang, maupun fungsinya, menjadi dasar perlunya pengklasi- fikasian yang dapat diberlakukan untuk alat bor tangan (hand-held drill) dan alat bor berpenopang (mounted rock drill). Klasifikasi alat bor tersebut dapat digunakan sebagai pedoman pemilihannya sesuai dengan tujuan pengeboran.
Kurt dalam Hustrulid, 1982, mengklasifikasikan alat bor pada tambang bawah tanah berdasarkan berat mesin bor dan diameter silindernya (Tabel 2.1). Alat bor tangan jackhammer (Gambar 2.1a) dan stoper (Gambar 2.1c) diklasifikasikan berdasarkan beratnya. Untuk alat bor jackhammer beratnya berkisar antara 7 – 30 kg dan stoper antara 34 – 45 kg. Sedangkan alat bor jackdrill (Gambar 2.1b) dan drifter atau mounted rock drill, seperti bor jumbo, diklasifikasikan berdasarkan ukuran silinder bornya. Alat bor jackdrill memiliki ukuran silinder bor berkisar antara 60 – 83 mm dan alat bor drifter antara 83 – 114 mm.
Makin berat atau makin besar diameter silinder suatu alat bor diyakini dapat memberikan produksi pengeboran yang lebih tinggi dibanding alat bor berukuran kecil. Namun, alat bor berukuran kecil lebih fleksibel dimanfaatkan dalam perawatan lubang akses dan secondary blasting. Disamping itu dengan berpedoman pada klasifikasi tersebut, seorang Juru Bor dapat mengukur kemampuannya dalam membawa jackleg dan mesin bor ke lokasi pengeboran. Untuk membawa jackleg biasanya dijinjing dengan satu tangan dan mesin bor dipikul di atas bahu seperti terlihat pada Gambar 2.8. Selanjutnya, Juru Bor harus mengetahui fungsi dari setiap bagian alat bor tersebut, seperti telah diuraikan di atas, agar dapat mengoperasikan alat bor dengan aman. Pada umumnya bagian-bagian utama alat bor tangan maupun bor jumbo untuk berbagai merk sama jenisnya, namun kemungkinan perbedaannya terletak pada posisi atau letak dari bagian-bagian alat bor tersebut.
Konsumsi udaraImpak (m³/det)(kW)Diameter (mm)Kedalaman (m) Jack hammerSangat ringan:< 180,024 - 0,033< 1,4919 - 320,3 - 0,6Perawatan lubang akses atau SinkerRingan:18 - 250,033 - 0,0471,49 - 1,8632 - 380,6 - 1,2Pengeboran lubang Sedang:25 - 300,047 - 0,0571,86 - 2,2435 - 411,2 - 2,4Pengeboran lubang Berat:> 300,057 - 0,066> 2,2438 - 441,2 - 3,7Pembuatan sumuran Jackleg atauSedang:60 - 660,071 - 0,0852,24 - 2,9832 - 411,2 - 3,7Akses kecil atau lombong JackdrillBerat:68 - 830,085 - 0,0992,98 -3,7338 - 441,2 - 3,7Akses kecil atau lombong StoperRingan:< 340,071 - 0,0802,34 - 2,6132 - 381,2 - 3,7Stoping Sedang:34 - 450,080 - 0,0902,61 - 2,9835 - 411,2 - 3,7Stoping Berat:> 450,090 - 0,0992,98 - 3,7338 - 441,2 - 3,7Stoping DrifterRingan:83 - 1020,094 - 0,142< 4,4738 - 441,2 - 2,4Akses kecil Sedang:102 - 1140,142 - 0,1894,47 - 7,4641 - 512,4 - 3,7Akses medium Berat:> 1140,189 - 0,236> 7,4644 - 573,7 - 30,5Akses luas dan pembuatan longhole
Diameter silinder bor (mm)
Berat (kg) Berat (kg) Diameter silinder bor (mm)
NamaUkuran lubang bor PenggunaanDasar KlasifikasiUkuran
Table 1. Klasifikasi alat bor tambang bawah tanah (Kurt dalam Hustrulid, 1982)
Gambar 8. Cara membawa Jackleg dan drifter (Kurt, 1982)
2.2. Alat Pendukung Pengeboran
Dalam pekerjaan pengeboran diperlukan sejumlah alat pendukung sebagai bagian dari komponen pengeboran yang dihubungkan dengan unit bor. Diantara alat pendukung pengeboran yang vital adalah kompresor dan tabung penyuplai oli atau oiler. Kompresor berfungsi sebagai alat penyuplai udara bertekanan tinggi untuk menggerakkan komponen mekanis yang ada di dalam mesin bor dan oiler adalah alat penyuplai oli untuk melumasi komponen mekanis di dalam mesin bor. Pada alat bor tangan, kedua alat pendukung ini posisinya terpisah sebagai unit tersendiri, walaupun pada alat bor tangan modern saat ini oiler sudah menjadi satu set dengan unit bor kecuali kompresor. Pada alat bor berpenopang atau bor jumbo, kompresor dan oiler sudah menjadi satu dengan unit bornya. Mempertimbangkan pentingnya kedua alat pendukung pengeboran tersebut, uraian selanjutnya terkonsentrasi pada kompresor dan oiler.
2.3.1 Kompresor
Pengertian kompresor atau kompresor angin (air compressor) adalah mesin atau alat mekanik yang berfungsi untuk (1) menghisap fluida udara atau gas dari sekitarnya, (2) menampung dan memampatkan udara tersebut sampai bertekanan tinggi pada suatu tabung berkapasitas tertentu, kemudian (3) mengeluarkan udara bertekanan atau pneumatik untuk berbagai keperluan. Manfaat udara pneumatik dari kompresor angin adalah untuk mengoperasikan alat bor batuan, baik alat bor tangan maupun berpenopang. Disamping udara bertekanan dari kompresor
Drifter
Jackleg
berfungsi untuk mengeluarkan serbuk bor (cutting) dari dalam lubang bor dan mendinginkan mata bor (bit) selama proses pengeboran berlangsung.
Klasifikasi kompresor berdasarkan sistem kerjanya terbagi dalam dua kelompok, yaitu sistem perpindahan positif (positive displacement) dan perpindahan dinamik (dynamic displacement). Selanjutnya dari setiap metode tersebut dibagi lagi menjadi beberapa metode seperti terlihat pada Gambar 2.9. Perbedaan prinsip kerja kedua sistem tersebut dijelaskan di bawah ini.
Gambar 9. Klasifikasi kompresor berdasarkan cara kerjanya
(1) Pada sistem perpindahan positif tekanan tinggi diperoleh dengan menekan gas atau udara yang diisap dari udara disekitarnya ke dalam ruang tertutup dengan cara mengurangi volume menggunakan gerakan satu atau sejumlah elemen berupa piston (torak) atau sudu-sudu. Ada dua jenis kompresor dengan sistem perpindahan positif, yaitu kompresor piston resiprokal dan kompresor putar (rotary). Jenis-jenis kompresor piston meliputi kompresor piston tunggal, ganda, dan diafragma.
(1a) Kompresor piston tunggal memanfaatkan perpindahan piston yang didorong oleh poros engkol (crankshaft) untuk memampatkan udara.
Kondisi pemampatan udara ke dalam tabung atau silinder kompresi terjadi ketika piston bergerak pada posisi awal dan udara keluar saat piston bergerak pada posisi akhir (Gambar 2.10a).
(1b) Kompresor piston ganda digunakan untuk menghasilkan tekanan udara yang lebih tinggi. Udara masuk dikompresi oleh piston pertama, kemudian didinginkan. Selanjutnya dimasukkan ke dalam silinder kedua untuk dikompresi oleh piston kedua sampai pada tekanan yang diinginkan.
KOMPRESOR
Perpindahan positif
Resiprokal Putar Sentrifugal Aksial Ejektor
Piston Diafragma
Lobe Liquid ring Vane Screw
Perpindahan dinamik
Pemampatan udara tahap kedua lebih besar dan temperatur udara naik selama kompresi, sehingga perlu pendinginan dengan memasang system pendingin menggunakan sirkulasi air (Gambar 2.10b).
(1c) Kompresor diafragma memanfaatkan gerakan piston untuk memompa membrane fleksibel atau diafragma, jadi gerakan piston tidak langsung mengisap dan menekan udara. Gerakan diafragma mengakibatkan klep terbuka atau tertutup pada saat memampatkan udara ke dalam silinder kompresi (Gambar 2.10c).
Adapun jenis-jenis kompresor putar meliputi kompresor sistem sekrup (screw), lobe, baling-baling (vane), liquid ring, dan sistem scroll. Prinsip pemampatan udara pada silinder kompresi menggunakan mekanis pemutaran sekrup, baling- baling atau mekanik putar lainnya sebagai penggati piston apabila diperlukan udara bertekanan tinggi dengan volume yang lebih besar (Gambar 2.10d).
Gambar 10. Mekanis pemampatan udara pada kompresor sistem perpindahan positif
(2) Pada sistem perpindahan dinamik peningkatan tekanan dicapai dengan cara akselerasi aliran udara dengan suatu elemen rotasi dan aksi posterior dari
Udara masuk
Piston di bawah
Udara keluar (kompresi)
Piston di atas
Silinder 1 Silinder 2
Diafragma
(a) (b)
(c) (d)
sebuah diffuser. Aliran udara dapat masuk dengan arah aksial atau secara radial. Kecepatan aliran udara diperoleh dengan bantuan satu roda turbin atau lebih sampai tekanan yang diinginkan. Dalam proses tersebut terjadi perubahan energi kinetik menjadi energi dalam bentuk tekanan. Jenis kompresor ini cocok untuk menghasilkan volume udara yang besar.
Bagian-bagian yang bergerak di dalam kompresor memerlukan pendinginan agar tidak terjadi kelebihan panas (over-heat) selama kompresor beroperasi.
Pendinginan menggunakan aliran air diperlukan untuk engine (mesin pengisap udara), sedangkan pendinginan udara terpampatkan menggunakan aliran oli (Gambar 2.11).
Gambar 11. Komponen kompresor portabel (Ingersoll-Rand)
Berdasarkan Gambar 2.11 dapat dilihat bahwa perlengkapan kompresor yang perlu mendapat perhatian tercantum di bawah ini.
(a) Saringan hampa (vacuum filters) berfungsi menyaring udara luar sebelum masuk ke dalam sistem kompresor.
(b) Pemisah air (water separator) berfungsi memisahkan uap air dari udara bertekanan sehingga dihasilkan udara yang kering.
(c) Penyimpan udara (air receiver) berfungsi menyimpan udara bertekanan apabila kebutuhannya melebihi kapasitas kompresor, juga untuk pendinginan udara serta mengumpulkan air dan oli ikutan serta menyamakan variasi tekanan dalam suatu jaringan.
(d) Lubrikator berfungsi melumasi mesin bor dimana oli ditambahkan ke dalam udara bertekanan.
(e) Penguat tekanan (pressure multiplier atau booster), terutama pengeboran di tambang bawah tanah dengan alat bor down-the-hole (DTH) yang
memerlukan peningkatan tekanan udara dari 0,7 MPa (yang dihasilkan kompresor) sampai 1,7 MPa.
(f) Slang fleksibel (flexible hose) yang mampu menahan tekanan kerja 1 MPa dengan temperature yang diijinkan antara −40°C hingga +100°C.
Dalam memilih kompresor hendaknya dipertimbangkan tekanan udara yang dibutuhkan oleh suatu alat bor. Jika aliran udara bertekanan tidak mencukupi dapat mengakibatkan kerugian dalam beberapa hal seperti berikut ini.
(a) Kecepatan pengeboran berkurang akibat penetrasi yang lambat (b) Biaya pemakaian mata bor dan batang bor meningkat
(c) Konsumsi bahan bakar bertambah (d) Perlu merawat lebih banyak kompresor
Pada dasarnya fungsi kompresor ialah melayani mesin bor, jadi dalam menentukan kapasitas dan jumlah kompresor yang diperlukan dalam suatu operasi pengeboran harus mempertimbangkan hal-hal di bawah ini.
(a) Jumlah dan ukuran mesin bor yang harus dilayani
(b) Ketinggian tempat kerja (berpengaruh pada tekanan udara bebas)
(c) Luas tempat kerja (berpengaruh pada panjang jaringan dan kehilangan tekanan).
Adapun konsumsi udara dari kompresor pada beberapa jenis alat bor tertera pada Tabel 2.2 (Lawson dalam Hustrulid 1982).
Table 2. Konsumsi udara pada beberapa jenis alat bor m³/s pada
689 kPa
cfm pada 100 psi
Jackhammer: 6,6 kg 0,021 45
Jackhammer: 22,7 kg 0,046 97
Jackhammer: 27,2 kg 0,050 105
Paving breaker: 27,2 kg 0,026 58
Paving breaker: 36,3 kg 0,035 75
Pneumatic breaker: 949 J 0,160 340
Pneumatic breaker: 1627 J 0,245 520
Jackleg drill: 73 mm bore 0,085 180
Jackleg drill: 76 mm bore 0,104 220
Stoper: 73 mm bore 0,083 175
Stoper: 76 mm bore 0,099 210
Drifter: 76 mm bore 0,109 230
Drifter: 114 mm bore 0,373 790
Drifter: 121 mm bore 0,408 865
Drifter: 140 mm bore 0,477 1010
Drifter: 168 mm bore 0,554 1175
Drifter: 203 mm bore 0,566 1200
Alat bor
2.3.2 Tabung Penyuplai Oli Pelumas (oiler)
Bagian-bagian mekanik di dalam mesin bor harus diberi pelumas agar tidak cepat aus karena gesekan, dapat menjamin kelancaran pengeboran dan agar umur layanan mesin umur bisa lama. Tabung penyuplai oli atau oiler biasanya berbentuk silinder dengan tinggi antara 15 – 20 cm dan diameter antara 20 – 30 cm dan dimensi tersebut tergantung pada kapasitas oli didalamnya (Gambar 2.12). Di dalam tabung penyuplai oli terbentang pipa tembus sampai ke dinding yang berseberangan dengan diameter pipa mengecil dibagian tengahnya. Pada bagian tengah-atas bentangan pipa berdiameter kecil disambungkan pipa lain berukuran lebih kecil menjulur sampai cadangan oli dibagian dasar tabung (Gambar 2.13).
Gambar 12. Tipikal tabung penyuplai oli pengeboran
Oli pelumas dapat dialirkan dari tabung penyuplai oli ke dalam mesin bor setelah terlebih dahulu tabung disambungkan dengan selang udara kompresi. Proses pencampuran oli dengan udara terkompresi terjadi pada saat terbentuk ruang hampa udara di dalam bentangan pipa berdiameter kecil. Oli akan mengisi ruang hampa udara tersebut, kemudian didorong oleh aliran kompresi udara kering dibelakangnya. Terjadi pencampuran udara terkompresi dengan oli dan campuran tersebut mengalir bersama-sama ke dalam silinder (mesin) bor untuk menggerak- kan dan sekaligus melumasi bagian-bagian mekanik didalam mesin bor tersebut.
Posisi tabung penyuplai oli diletakkan sekitar 5 m dari alat bor (Gambar 2.14).
Penyekat pin Pin penyetelan
konsumsi oli Penutup
tabung
Penyekat tutup tabung
Lubang pengisi oli
Tanda penunjuk arah aliran
Gambar 13. Proses pelumasan aliran kompresi udara
Pada pengeboran lubang ledak di bawah tanah, disamping kompresi udara dan oli lubrikasi, disuplai juga air bertekanan melalui selang khusus untuk air dan mengalir melalui lubang tengah piston masuk kedalam lubang tengah batang bor dan keluar dari mata bor atau bit. Fungsi air bertekanan adalah untuk pendinginan batang bor dan mata bor serta untuk pembilasan serbuk bor (cutting) keluar dari dasar lubang bor. Tekanan udara harus lebih besar dari tekanan air karena apabila tekanan udara lebih kecil dari tekanan air, maka oli tertekan ke luar dari mesin bor dan beberapa bagian penggerak mesin bor kehilangan daya lubrikasi. Oleh sebab itu, selang air pada alat bor umumnya berdiameter lebih kecil daripada selang udara. Selang udara berdiameter sekitar 25 mm, sedangkan diameter selang air antara 13 – 19 mm.
Gambar 14. Posisi tabung oiler (lubrikasi) pada sistem alat bor tangan
2.4. Rangkuman
Ada dua tipe alat bor untuk pembuatan lubang ledak di bawah tanah meliputi alat bor tangan atau hand-held drill dan alat bor berpenopang atau mounted drill. Jenis alat bor tangan adalah jackhammer atau sinker, jackdrill atau jackleg, dan stoper;
sedangkan jenis alat bor berpenopang adalah alat bor jumbo terdiri dari satu, dua atau tiga penopang mesin bor yang dilengkapi dengan sebuah platform untuk tempat berdiri Juru Bor atau kabin Juru Bor. Diameter bit alat bor tangan antara 35 – 41 mm (1⅜ – 1⅝ inci) dengan kedalaman lubang antara 1 – 1,5 m dan untuk alat bor berpenopang 38 – 57 mm (1½ – 2⅓ inci) dan kedalaman antara 1,5 – 5,0 m.
Klasifikasi alat bor tangan jackhammer dan stoper berdasarkan beratnya, masing- masing antara 7 – 30 kg dan 34 – 45 kg; sedangkan klasifikasi jackdrill dan mounted rock drill, seperti bor jumbo, berdasarkan ukuran silinder bornya yang masing- masing ukuran silinder bor antara 60 – 83 mm dan antara 83 – 114 mm.
2.5. Latihan Soal
Pilihlah satu jawaban yang paling tepat atas pertanyaan di bawah ini.
1) Pernyataan di bawah ini yang merupakan pertimbangan dasar perbedaan alat bor tangan dan alat bor berpenopang adalah:
A. Alat bor tangan dapat diangkat oleh tangan manusia, dipikul dan langsung dioperasikan untuk membuat lubang bor, sedangkan alat bor berpenopang terlalu berat bila diangkat oleh tangan manusia dan harus diletakkan pada suatu alat penopang.
B. Alat bor tangan dioperasikan oleh tangan manusia, sedangkan alat bor berpenopang dioperasikan oleh mesin.
C. Alat bor tangan hanya dioperasikan untuk mengebor lubang ledak saja, sedangkan alat bor berpenopang hanya untuk mengebor lubang rock bolt pada perkuatan massa batuan.
D. Alat bor tangan hanya digunakan pada tahap development, sedangkan alat bor berpenopang digunakan pada tanah produksi.
2) Apakah yang dimaksud dengan jackdrill atau jackleg?
A. Alat bor stoper yang dijepitkan pada silinder pneumatik sebagai kaki penopang.
B. Alat bor tangan yang dijepitkan pada silinder pneumatik sebagai kaki penopang.
C. Alat bor jackhammer yang dijepitkan pada silinder pneumatic sebagai kaki penopang.
D. Alat bor drifter yang dijepitkan pada silinder pneumatik sebagai kaki penopang.
3) Alat bor jackhammer dan stoper diklasifikasikan berdasarkan pada:
A. Ukuran silinder bor B. Beratnya
C. Berat dan ukuran silinder D. Jenis penopangnya
4) Apakah yang akan terjadi pada proses pengeboran apabila tekanan udara terkompresi kurang?
A. Penetrasi pengeboran lambat C. Pembilasan terhambat B. Pelumasan tidak sempurna D. Semua jawaban benar 5) Tenaga penggerak mesin bor jumbo adalah:
A. Listrik 2 fase sekitar 350 – 550 volt B. Listrik DC dibantu oleh booster
C. Listrik 3 fase atau AC sekitar 350 – 550 volt D. Listrik AC dan DC sekitar 220 – 350 volt
6) Penarik alat bor jumbo ada beberapa macam, yaitu:
A. Ban karet C. roda besi pada rel
B. Rantai atau track D. Benar semua
7) Pada alat bor tangan digunakan juga air bertekanan yang berfungsi untuk:
A. Pendinginan batang bor dan bit C. Pembilasan cutting B. Pembersihan dasar lubang bor D. Benar semua
8) Bagaimana perbedaan tekanan udara dan tekanan air pada alat bor tangan?
A. Tekanan udara harus lebih kecil dari tekanan air B. Tekanan udara harus lebih besar dari tekanan air C. Tekanan udara harus sama dengan dari tekanan air
D. Tekanan udara dan air tidak perlu diperhatikan selama alat bisa beroperasi 9) Bagaimana proses oli bisa mengalir bersama dengan udara terkompresi?
A. Karena ada ruang hampa didalam pipa berdiameter kecil yang terbentang di dalam tabung oiler.
B. Karena oli dipompakan ke dalam pipa yang terbentang di dalam tabung oiler.
C. Karena oli terisap oleh aliran udara di dalam pipa yang terbentang di dalam tabung oiler.
D. Karena ada perbedaan beda tinggi antara udara bertekanan dengan oli.
10) Apakah yang akan terjadi apabila tekanan air lebih besar dibanding tekanan udara terkompresi dalam proses pengeboran?
A. Oli akan berlebih yang mengakibatkan mesin bor kelebihan oli lubrikasi.
B. Air akan masuk ke dalam mesin dan membasahi bagian penggerak mesin bor sehingga bor macet.
C. Oli akan ke luar dari mesin bor yang mengakibatkan beberapa bagian penggerak mesin bor kehilangan lubrikasi.
D. Kelebihan tekanan air tidak akan berpengaruh pada pelumasan karena tekanan air hanya untuk pembilasan serbuk bor.
BAB III
PERLENGKAPAN PENGEBORAN TAMBANG BAWAH TANAH
Dalam proses penghancuran batuan hingga terbentuk lubang bor perlu perlengkapan pengeboran yang dipasang pada alat bor tangan atau alat bor berpenopang. Setelah mempelajari bab ini peserta didik diharapkan dapat meng- identifikasi dan menjelaskan jenis dan fungsi perlengkapan pengeboran serta spesifikasi teknis yang lazim digunakan pada tambang bawah tanah sebagai indikator keberhasilan.
3.1. Jenis dan fungsi perlengkapan pengeboran
Pada dasarnya tidak berbeda jenis dan fungsi perlengkapan pengeboran untuk alat bor tangan maupun alat bor berpenopang. Secara umum fungsi perlengkapan pengeboran untuk menyalurkan transmisi gaya tekan, impak, dan putar pada permukaan batuan hingga batuan pecah atau hancur berkeping-keping. Kepingan hancuran batuan akibat pengeboran dinamakan serbuk bor atau cutting.
Selanjutnya serbuk bor dibilas atau dikeluarkan dari lubang bor menggunakan hembusan udara atau aliran air bertekanan tinggi, sehingga dasar lubang bor selalu dalam kondisi bersih. Istilah lain dari proses pembilasan adalah flushing. Apabila proses pembilasan berlangsung sempurna, maka laju penetrasi dapat berlangsung dengan cepat. Walaupun pembilasan bukan satu-satunya faktor yang mem- pengaruhi laju penetrasi, namun peranan pembilasan amat penting karena dapat menjamin mata bor selalu kontak dengan permukaan dasar lubang dengan sokongan gaya tekan (feed). Disamping itu, proses pembilasan yang baik tidak akan memberi peluang terjadinya penghancuran lanjut (overcrush) terhadap serbuk bor yang dapat mengakibatkan kemacetan mata bor.
Jenis-jenis perlengkapan pengeboran meliputi (1) batang bor dengan nama lain drill steel, drill string, drill rod atau rod saja, (2) mata bor atau bit, (3) kopling, dan (4) shank adaptor.
3.1.1 Batang bor (drill rod)
Selama ini dikenal dua jenis batang bor, yaitu batang bor integral (integral drill steels) dan batang bor ekstensi (extension drill steels). Kedua jenis batang bor
tersebut sangat umum digunakan pada pengeboran di tambang bawah tanah, demIkian juga pada tambang terbuka dan kuari.
a) Batang bor integral (integral drill steels)
Batang bor ini memiliki panjang tetap atau tidak dapat disambung lagi dengan diameter antara 22 – 41 mm dan dipasang pada jack hammer atau handheld drill.
Satu set batang bor biasanya terdiri dari ”tangkai jangkar” atau shank yang masuk ke dalam silinder bor dan mata bor dengan diameter bervariasi (Gambar 3.1). Makin besar diameter batang bor, maka panjang batang bor akan berkurang. Pada awal pengeboran, umumnya digunakan dulu batang bor berdiameter besar (panjangnya sekitar 0,8 m), kemudian diganti dengan batang bor berdiameter lebih kecil yang lebih panjang sampai kedalaman lubang tercapai. Apabila batang bor rusak, maka satu set integral drill steels tidak dapat dipakai lagi termasuk mata bornya.
Batang bor integral terbuat dari baja berkandungan karbon tinggi, sehingga memiliki kekuatan dan daya tahan terhadap abrasi yang cukup tinggi. Umur pakainya sama dengan mata bor dan tangkai jangkarnya. Namun, pada batuan yang abrasif laju penetrasinya menjadi rendah.
Jenis mata bor pada batang bor integral meliputi tipe chisel steel, multiple insert steel dan button steel yang penggunaannya sebagai berikut:
− Mata bor chisel steel sangat umum dipakai untuk mengebor lubang karena bentuknya sangat sederhana, bila tumpul dapat diasah lagi dan dalam kondisi tertentu cukup ekonomis.
− Mata bor multiple insert steel biasanya digunakan untuk mengebor atau membelah batuan yang mempunyai banyak rekahan serta untuk menghindari terjadinya batang bor terjepit selama pengeboran.
− Batang bor integral dengan mata bor button steel dipakai pada batuan yang lunak dan dapat memberikan laju penetrasi tinggi.
Gambar 15. Elemen batang bor integral (Sandvik-Coromant)
b) Batang bor ekstensi (extension drill steels)
Untuk pengeboran lubang ledak yang cukup dalam, misalnya sampai 20 m, dapat digunakan batang bor yang disambung dinamakan batang bor ekstensi atau extension drill rod. Di tambang bawah tanah ada alat bor jumbo yang dirancang untuk mengebor lubang ledak yang cukup dalam dan menggunakan batang bor ekstensi. Sedangkan pada tambang terbuka batang bor ekstensi dipasang pada crawler rock drill (CRD) yang mampu membuat lubang sampai kedalaman 35 m dengan diameter lubang bor antara 38 – 127 mm.
Terdapat 9 jenis batang bor ekstensi yang berbeda dengan tujuan penggunaan yang berbeda pula (Gambar 3.2). Batang bor ekstensi berupa pipa yang pada potongan melintang berbentuk segi-enam atau hexagonal (Gambar 3.2.a) dan melingkar atau round atau tubular (Gambar 3.2.b) serta dibagian tengahnya berlubang. Diameter batang bor (D) antara 25 – 51 mm dengan panjang batang (L) antara 3,05 – 6,10 m sesuai spesifikasi dari pembuatnya (Gambar 3.3). Pada kedua ujungnya terdapat ulir yang berfungsi untuk pemasangan mata bor (bit) dan kopling (coupling) sebagai penyambung (ekstensi) dengan batang bor yang lain.
B3
B2
B1
H H
B3 B2
A) Rod B) Bit B1) Bit width B2) Width of insert B3) Width of cutting
edge C) Collar D) Bit diameter E) Shank F) Marking
G) Marking of manufacture date H) Insert height
K) Plastic cap (yellow: standard rods; Red:special rods L) Effective length M) Marking indicates bit
diameter R) Radius of insert
) Clearance angle
) Insert angle
Gambar 16. Tipe-tipe batang bor ekstensi
Gambar 17. Pengukuran D dan L batang bor ekstensi
Tipe batang bor ekstensi dengan ulir pada kedua ujungnya memerlukan kopling agar dapat disambung atau diperpanjang dengan batang bor ekstensi berikutnya.
Namun ada tipe batang ekstensi yang tidak memerlukan kopling untuk penyambungan karena memiliki kopling terintegrasi pada batang bornya, yaitu salah satu ujungnya dirancang berulir luar atau male dan ujung lainnya berulir dalam
(a) Hexagonal
(b) Round or tubular
(c) Double thread
(d) Light
(e) With integral coupling sleeve (MF-rod)
(f) Extension rod for drifting and tunneling
(g) Shanked rod with threaded joint
(i) Continous thread
(h) Shanked rod with tapered joint
atau female (Gambar 3.2e). Batang bor tersebut secara umum dinamakan MF-rod.
Disamping itu terdapat batang bor ekstensi yang dirancang dengan ulir ganda (double thread) atau sepanjang batang bornya berulir semua (Gambar 3.2.c dan 3.2.i). Rancangan batang bor tersebut dibuat dengan mempertimbangkan bagian ulir yang paling kritis terhadap gesekan dan paling cepat rusak dibanding seluruh batang bornya. Gambar 3.2.g dan 3.2.h tergolong pada batang bor integral dengan mata bor yang dapat diganti, baik menggunakan mata bor berulir (thread bit) atau berpasak (tapered bit). Sedangkan untuk tipe batang bor ekstensi lainnya dapat dilihat pada Gambar 3.2.
b) Tipe ulir (type of threads)
Fungsi ulir pada batang bor adalah untuk mengikat batang bor dengan shank adaptor, kopling, batang bor berikutnya dan mata bor selama proses pengeboran berlangsung. Bentuk ulir harus menjamin adanya ikatan yang kuat antar elemen tersebut yang seolah-olah menjadi satu kesatuan agar transmisi energi dari mesin bor terhantar secara langsung menuju mata bor. Namun, pada kondisi yang sama ikatan antar elemen juga harus mudah dilepas (uncoupling) apabila diperlukan.
Bentuk ulir yang mudah dilepas tergantung pada lebar bentang lengkungan (pitch) ulir dan sudut profil ulirnya. Sambungan antar elemen mudah dilepas apabila lebar bentang lengkuran ulir cukup besar dikombinasikan dengan sudut profil yang kecil.
Gambar 3.4.a dan 3.4.b masing-masing memperlihatkan tipe dan profil setiap tipe ulir pada batang bor. Penggunaan dari setiap tipe ulir dijelaskan sebagai berikut:
– Ulir-R (R-thread); digunakan pada batang bor kecil berukuran diameter antara 22 – 38 mm dan dipasang pada mesin bor putaran kuat dengan pembilasan udara. Ulir tipe ini memiliki lebar bentang lengkungan 12,7 mm dengan sudut profil ulir yang besar.
– Ulir-T (T-thread); dapat dipakai pada hampir seluruh kondisi pengeboran dan dibuat pada batang bor berdiameter 38 – 51 mm. Memiliki bentang lengkungan yang besar dengan sudut profil ulir yang kecil, sehingga batang bor dengan kopling lebih mudah dilepas dibandingkan Ulir-R. Pada tipe Ulir-T terbentuk bagian volume yang rusak lebih banyak (bagian yang diarsir padat) sebagai indikator bahwa umur layanan lebih lama.
– Ulir-C (C-thread); ulir tipe ini dirancang khusus pada batang bor berdiameter 51 mm. Memiliki bentang lengkungan yang besar dengan sudut profil ulir sama dengan Ulir-T.
– Ulir-GD atau Ulir-HL (GD-thread); ulir tipe ini memiliki karakteristik antara ulir tipe R dan T. Ulirnya dirancang memiliki profil ”gigi gergaji” yang tidak simetris (asimetris) dan diterapkan pada batang bor berdiameter antara 25 – 57 mm.
Gambar 18. (a) Tipe Ulir dan (b) Profil pada Tipe Ulir
3.1.2 Mata bor (bit)
Tipe mata bor ditinjau dari alat potongnya dapat dibedakan menjadi button bit dan insert bit. Apabila alat potong button dan insert sudah tumpul dapat dipertajam dengan alat gerinda mata bor. Jenis button bit antara lain (1) model standar yang digunakan untuk batuan yang lunak sampai sedang dan diameter lubang yang dibuat antara 76 – 89 mm, (2) model heavy duty yang digunakan pada batuan keras
dengan diameter lubang yang dihasilkan sekitar 89 mm, dan (3) retrac bit yang dapat digunakan pada formasi batuan yang mudah lepas atau formasi dengan densitas retakan tinggi. Jenis insert bit antara lain cross bit yang berdiameter 35 – 57 mm dan X-bit berdiameter 64 – 127 mm.
Gambar 19. Tipe mata bor dan bagian-bagiannya
Untuk pengeboran tertentu dirancang empat bit yang berbeda disesuaikan dengan tujuannya, yaitu retrac bits, reaming bits, drop center bits, dan ballistic bits.
(a) Retrac bits
Dilengkapi dengan sayap pada bagian sisi badan bit gunanya untuk membantu menarik batang bor keatas bila dinding lubang runtuh saat di bor (Gambar 3.6.a).
(b) Reaming bits (pilot bits)
Digunakan pada pengeboran dibawah tanah untuk membuka jalan bagi diameter bit yang lebih besar agar dihasilkan kecepatan penetrasi tinggi dan lubang yang lurus pada batuan yang tergolong keras (Gambar 3.6.b).
BUTTON BIT X- BIT CROSS BIT
a. Clearance angle b. Insert angle c. Insert length d. Skirt diameter e. Skirt length
f. Insert height
g. Sludge groove
h. Length of clearance angle
i. Hard metal insert
j. Center metal insert
k. Side flushing hole
l. Insert width
m. Center button n. Gauge button D. Bit diameter a
b c
d
e
h f
g
g
g i i
j
j k
k
k l
l
m n
D D D
Gambar 20. Tipe mata bor yang dirancang khusus
(c) Ballistic bits
Perbedaannya dengan bit konvensional terletak pada button yang lebih panjang dari button standar (Gambar 3.6.c). Rancangan tersebut menghasilkan beberapa keunggulan sebagai berikut:
– Proses pembilasan lancar karena jarak (clearance) antara bit dengan dasar lubang cukup lebar,
– Proses pembersihan serbuk bor efisien,
– Laju penetrasi lebih cepat seitar 25 – 50% dari yang standar.
(d) Drop center bits
Digunakan pada pengeboran batuan yang tergolong tidak keras. Proses pengeboran pada jenis batuan yang tida keras akan menghasilkan serbuk bor yang lebih banyak dibanding batuan yang keras. Dengan pertimbangan tersebut diperlukan ruang pembilasan yang lebar, sehingga jarak antar button pada mata bor drop center dirancang lebih renggang dibandingkan dengan mata bor konvensional agar terjamin kelancaran penyaluran serbuk bor dari dalam lubang ke permukaan.
3.1.3 Kopling (coupling)
Sayap bor
Bit utama Pilot bit
(a)
(b)
(c)
