120
ANALISIS FLYROCK UNTUK MENGURANGI RADIUS AMAN ALAT PADA
PELEDAKAN OVERBURDEN PENAMBANGAN BATUBARA
Havis Abdurrachman*, Singgih Saptono, Bagus Wiyono
UPN “Veteran” Yogyakarta
*corresponding author: havisabdurrachman@yahoo.co.id
ABSTRAK
Flyrock adalah salah satu dampak berbahaya dari peledakan di tambang terbuka. Prediksi jarak lemparan flyrock berperan penting dalam penentuan radius aman alat. Seiring dengan kemajuan penambangan, pit yang mulai menyempit ditambah dengan lokasi peledakan yang cukup banyak dan menyebar, alat mulai kesulitan untuk berpindah menuju radius aman, sehingga diperlukan analisis flyrock dari peledakan untuk menentukan radius aman yang sesuai dengan lokasi peledakan ,untuk melihat apakah radius aman alat saat ini sudah sesuai atau dapat dikurangi.
Adapun yang menjadi lokasi penelitian adalah Pit Bendili tambang batubara PT Kaltim Prima Coal. Penelitian dilakukan dengan mengukur jarak lemparan maksimum flyrock secara aktual di lapangan. Pengamatan dilakukan terhadap 30 kali peledakan.
Penentuan perkiraan jarak lemparan flyrock maksimum dengan menggunakan dua metode, yaitu metode empirik dan metode analisis dimensi. Hal ini dilakukan agar diperoleh hasil yang akurat dan tepat sesuai dengan kondisi lokasi peledakan. Metode empirik yang dipakai didasarkan pada teori Lundborg (1981) dan, Richard dan Moore (2005), sedangkan metode analisis dimensi didasarkan pada teori Ebrahim Ghasemi (2012).
Dari penggunaan kedua metode tersebut, diperoleh hasil bahwa penyimpangan terhadap lemparan aktual adalah berturut-turut sebesar 43 m, 36,6 m, 22,9 m. Dari hasil tersebut diketahui bahwa metode yang menghasilkan perkiraan jarak lemparan flyrock yang paling mendekati jarak lemparan aktual flyrock adalah metode analisis dimensi dengan selisih 22,9 m.
Berdasar metode analisis dimensi, dilakukan trial penentuan radius aman yang sesuai, untuk melihat apakah radius aman saat ini di Pit Bendili sudah sesuai atau dapat dikurangi.
I.
PENDAHULUAN
Kegiatan penambangan batubara terdiri dari pembongkaran, pemuatan, dan pengangkutan. Salah satu kegiatan pembongkaran di oprasi tambang terbuka adalah pengupasan lapisan tanah penutup. Kegiatan ini didahului dengan proses pemberaian menggunakan metode pengeboran dan peledakan.
Peledakan adalah kegiatan pemecahan material dengan menggunakan bahan peledak. Kegiatan peledakan yang dilakukan di tambang batubara adalah untuk memenuhi jumlah overburden terbongkar dan batubara tertambang. Salah satu efek terhadap lingkungan dari kegiatan paladakan yaitu
adanya flyrock. Flyrock adalah fragmentasi batuan yang terlempar akibat hasil peledakan. Fragmentasi batuan ini apabila terlempar melebihi radius aman dapat mengakibatkan kerusakan untuk alat mekanis dan dapat mengakibatkan cidera bahkan kematian untuk manusia. Hal inilah yang menyebabkan efek flyrock menjadi salah satu perhatian utama pada setiap kegiatan peledakan.
Penelitian di lakukan di pit Bendili PT. KPC, Sangatta, Kalimantan Timur. PT KPC itu sendiri menetapkan standar radius aman pada peledakan untuk alat adalah 300 m dan standar radius aman untuk manusia adalah 500 m. Radius aman ini diterapkan sesuai
121 dengan tingkat keoptimisan kegiatan peledakan oleh Drill Blast Department PT. KPC. Namun seiring dengan kemajuan penambangan, pit yang mulai menyempit diikuti dengan lokasi peledakan yang cukup banyak dan menyebar, maka alat mulai kesulitan untuk berpindah menuju radius aman. Hal ini sangat berdampak negatif untuk kegiatan penambangan karena menyebabkan kehilangan produksi akibat waktu tunda perpindahan alat. Oleh karena itu perlu adanya analisis flyrock di Pit Bendili untuk mengurangi radius aman alat pada kegiatan peledakan sehingga mempercepat waktu alat untuk berpindah mencapai radius aman.
II. KONDISI GEOLOGI REGIONAL
PT. Kaltim Prima Coal memiliki area penambangan batubara di Kecamatan Sangatta Kabupaten Kutai Timur, Provinsi Kalimantan Timur. Pada Kecamatan Sangatta wilayah operasi penambangan terdiri dari tiga departemen pit, yaitu Departemen Pit Bendili Bintang, Departemen Pit Hatari, dan Departemen Pit J. Secara astronomis, Wilayah Ijin Usaha Pertambangan PT. KPC terletak pada 117° 19’ 23” – 117° 42’ 05” BT dan 0° 31’ 29” LU - 0° 58’ 47” LU.Struktur geologi utama yang terdapat didaerah Formasi Balikpapan adalah Kubah Pinang dimana terdapat struktur antiklin dengan arah utara, dan patahan normal yang memiliki kecenderungan arah Timur – Barat Daya. Struktur Geologi yang banyak terdapat di daerah sekitar kubah Pinang merupakan perlapisan dan kekar.
Deposit pinang terdapat dalam kompleks struktur yang terdiri dari sinklin lembak, antiklin melawan dan sinklin runtu. Dari deposit pinang, batubara terus berlanjut ke arah timur laut dan kemudian berputar ke arah selatan sekeliling kubah pinang. Sesar yang muncul di area ini adalah sesar villa, c north, dan sesar-sesar yang lain.
Jenis batuan utama tanah penutup adalah siltstone, mudstone, dan sandstone. Ketebalan interburden relatif tetap. Sebagian mudstone mengandung karbon dan berbatasan langsung dengan seam batubara. Sementara sandstone tidak ditemukan dalam keadaaan menerus secara lateral, melainkan berbentuk lensa dalam berbagai ukuran.
III. SAMPEL
DAN
METODE
PENELITIAN
Penelitian ini dilakukan di pit Bendili PT. Kaltim Prima Coal pada bulan Mei 2014 ~ Agustus 2014. Pengukuran lemparan maksimum flyrock dilakukan sebanyak 30 kali, dan analisa pengamatan ini menggunakan GPS sebagai acuan radius untuk penentuan lemparan maksimum flyrock.
Perhitungan jarak lemparan flyrock yang dilakukan di Pit Bendili dilakukan secara teoritis dan aktual dengan berorientasi pada jarak antar spasi, jarak antar burden, tinggi stemming minimum, kedalaman lubang minimum, powder factor, rata – rata isian perlubang ledak dan jarak burden awal. Untuk perhitungan teoritis menggunakan metode empirik dan analisis dimensi. Metode empirik berdasar teori Richard dan Moore (2005), dan Ludborg (1981). Sedangkan untuk metode analisis dimensi didasarkan oleh teori Ebrahim Ghasemi (2012).
Menurut pengujian yang telah dilakukan Richard dan Moore (2005), ada 3 faktor utama yang memepengaruhi terjadinya flyrock pada kegiatan peledakan yaitu,
Face Burst terjadi saat jarak burden pada baris depan peledakan di lapangan yang terkadang terlalu dekat dapat menyebabkan potensi flyrock
122 L = Lemparan maksimal (m), k = konstanta untuk overburden batubara k = 13,5, g = percepatan gravitasi (9,8 m/s2), m = berat isian bahan peledak per meter (kg/m), B = burden awal (m)
Cratering terjadi saat tinggi stemming yang terlalu pendek serta terdapatnya bidang lemah pada lubang ledak. Bidang lemah tersebut biasanya merupakan material broken dari hasil peledakan sebelumnya. Berdasarkan kondisi tersebut maka flyrock dapat terlempar ke segala arah dari lubang ledak yang diinisiasi. Berikut persamaan yang digunakan.
L= ……….………..……..(2)
L= Lemparan maksimal (m), k = konstanta untuk overburden batubara k =13,5, g = percepatan gravitasi (9,8 m/s2), m = berat isian bahan peledak per meter (kg/m), SH = stemming height (m)
Rifling terjadi saat stemming sudah sesuai untuk mencegah flyrock secara cratering namun material stemming yang digunakan kurang baik. Flyrock yang disebabkan lebih cenderung dari kemiringan lubang ledak karena jika pada lubang ledak tegak flyrock diasumsikan akan kembali pada titik semula.
L= ……….….…(3)
L= Lemparan maksimal (m), k = konstanta untuk overburden batubara k =13,5, g = percepatan gravitasi (9,8 m/s2), m = berat isian bahan peledak per meter (kg/m), SH = stemming height (m), = kemiringan lubang ledak
Lundborg (1981) mengembangkan persamaan perhitungan empirik untuk memprediksikan lemparan maksimal flyrock
L= 143 d (q – 0,2)...(4)
L = lemparan maksimal (m), d = diameter lubang ledak (inch), q = specific charge (kg/m3).
Ebrahim Ghasemi (2012) membuat persamaan untuk memprediksi jarak flyrock dengan menggunakan metode analisis dimensi berdasarkan paremeter peledakan yang dapan di kontrol
Fd = 0.999 (B-1.336 S1.201 St-2.196 H0.347D-0.201 (P/Q) -0.171)………..….(4) Dimana flyrock distance (Fd), burden (B), spasi (S), stemming (St), kedalaman lubang ledak (H), diameter lubang ledak (D), powder factor (P), isian rata-rata per lubang ledak (Q).
IV. DATA DAN ANALISIS
Dari data pengukuran jarak antar spasi, jarak antar burden, tinggi stemming minimum, kedalaman lubang minimum, powder factor, rata – rata isian perlubang ledak dan jarak burden awal, didapatkan tinggi stemming adalah yang memiliki nilai regresi tertinggi terhadap jarak lemparan flyrock dengan R²= 0.77 (Gambar2).
Dari 30 kali pengamatan lemparan aktual flyrock di Pit Bendili, semuanya tidak ada yang mencapai jarak 300 m dari lokasi peledakan. Rata-rata lemparan maksimum flyrock selama pengamatan adalah 151,3 m dan paling jauh 245 m. Untuk sebaran lemparan aktual flyrock (Tabel 1).
Dari hasil perhitungan standar deviasi antara prediksi lemparan maksimum flyrock dan lemparan maksimum flyrock aktual, didapatkan hasil bahwa prediksi lemparan maksimum flyrock dan lemparan maksimum flyrock aktual pada teori Richard dan Moore pada rumus face burst adalah 41,32 m dan pada rumus cratering adalah 36,59 m, pada teori Ludborg adalah 42,99 m dan pada teori Ebrahim Ghasemi adalah 22,86 m. Untuk lebih detailnya, dapat juga dihitung kesalahan relatif terhadap jarak lemparan maksimum aktual setiap lokasi peledakan
123 Dari kesalahan relatif dapat dilihat bahwa teori Ebrahim Ghasemi adalah yang paling mendekati dengan lemparan maksimum aktual dengan 12,02 %, diikuti face burst 21,44 %, cratering 23,34 % dan Ludborg dengan 25,93 %. Oleh karena itu, digunakan persamaan yang paling mendekati lemparan terjauh flyrock aktual yaitu teori analisis dimensi dari Ebrahim Ghasemi.
V. DISKUSI
Dengan menggunakan rumus Ebrahim Ghasemi diperoleh grafik hubungan jarak antar spasi, jarak antar burden, tinggi stemming, kedalaman lubang, powder factor dan rata – rata isian perlubang ledak terhadap lemparan maksimum flyrock seperti terlihat di (Gambar 3)
Dari grafik tersebut penulis akan menentukan safety factor berdasarkan tinggi stemming minimum dan jarak terjauh lemparan flyrock. Untuk tinggi stemming minimum angkanya adalah 2,5 m. Untuk jarak terjauh lemparan flyrock adalah 250 m. Apabila kedua nilai ini dimasukkan ke dalam grafik, maka didapatkan safety factor 1,4. Safety factor 1,4 inilah yang akan penulis pakai sebagai safety factor maksimum untuk melakukan perhitungan radius aman alat.
Berdasarkan Gambar 3, dengan menarik garis dari sumbu y pada lemparan maksimum 200 m ke kurva biru, yaitu safety factor 1,4 m, maka didapatlah tinggi stemming minimum 2,85 m yang dibulatkan menjadi 3 m. Dalam hal ini, jarak antar burden 8 m, jarak antar spasi 8,5 m, diameter lubang 0,2 m, powder factor 0,29 kg/m³ dan isian rata–rata perlubang 232 kg. Kemudian untuk mempermudah penentuan jarak burden awal pada lokasi yang memiliki free face sebagai gantinya dapat digunakan tinggi stemming minimum yaitu 3 m.
Jadi, penulis merekomendasikan untuk melakukan percobaan dengan kondisi :
1. Tinggi stemming minimum 3 m 2. Jarak burden awal 3 m
Dengan melihat loading sheet yang diterapkan selama pengamatan maka untuk lubang kedalaman 3 m perlu dikaji ulang karena tinggi stemming-nya dibawah 3 m yaitu 2,5 m (Gambar 1). Pada lubang 4 m masih dapat dilakukan pengisian bahan peledak, namun pada lubang 3 m untuk menghindari flyrock yang terlempar hingga jarak 200 m dari lokasi peledakan maka penulis memberi rekomendasi untuk tidak melakukan pengisian pada lubang tersebut. Tetapi untuk mendapatkan fragmentasi yang optimal di sekitar lubang 3 m maka alternatif yang dapat dilakukan adalah merencanakan pemboran agar row lubang terakhir sebelum ke level tujuan ditambah 3 m kedalaman (Gambar 1). Berdasarkan hal ini, peledakan selanjutnya lubang 3 m tidak perlu ada lagi.
VI.
PERCOBAAN
Setelah didapatkan rekomendasi jarak burden dan tinggi stemming minimum, maka selanjutnya dilakukan trial (percobaan). Kegiatan trial dilakukan sebanyak lima kali (Tabel 2), dengan menempatkan semua alat pada jarak 200 m dari lokasi peledakan dengan menggunakan jarak burden dan tinggi stemming yang sesuai rekomendasi. Pada trial ini dilakukan proses yang hampir sama dengan proses pengambilan data. Tetapi penanganan pada lokasi trial sedikit berbeda, mulai dari penandaan kedalaman lubang, pengawasan terhadap pengisian bahan peledak, hingga penggunaan material stemming.
Setelah dilakukan trial ternyata tidak ada lemparan flrock yang melebihi jarak 200 m, dan jarak lemparan terjauhnya adalah 136 m. Dari kegiatan trial diketahui koreksi kesalahan terbesar adalah 8,5% dan koreksi kesalahan terkecil adalah 3,51%. Dengan mempertimbangkan toleransi kesalahan 10%, dimana selisih lemparan maksimum aktual
124 maksimal 10% dari lemparan prediksi maka data table tidak perlu koreksi perhitungan.
VII.
KESIMPULAN
1. Untuk memprediksi jarak lemparan maksimum flyrock yang ada di loaksi peledakan, menggunakan metode analisis dimensi didasrkan tori Ebrahim Ghasemi karena memiliki kesalahan relatif 12,02% dan penyimpangan sebesar 22,86 meter. 2. Hasil trial yang dilakukan sebanyak 5 kali
menunjukkan bahwa jarak lemparan flyrock maksimum adalah 136 m. Dengan
demikian standar radius aman alat dapat dikurangi dari 300 m menjadi 200 m.
VIII.
ACKNOWLEDGEMENT
Allah SWT dan Nabiullah Muhammad Al-Musthofa sebagai penuntunku. PT Kaltim Prima Coal sebagai penyedia lokasi penelitian. Bapak Dr. Ir. Singgih Saptono, MT. dan Bapak Ir. Bagus Wiyono, MT. selaku dosen pembimbing. Bapak, Ibu, keluarga serta teman-teman untuk doa dan bantuannya.
DAFTAR PUSTAKA
Bhandari, S. 1997. Engineering Rock Blasting Operation, Balkema, Rotterdam, Brookfield.
Ghasemi, Ibarhim. 2012. Development of an Empirical Model for Predicting The Effects of Controllable Blasting Parameters on Flyrock Distance in Surface Mines. International Journal of Rock Mechanic and Mining Sciences, p. 163-170.
Hustrulid, William. 1999. Blasting Principles for Open Pit Mining Vol. I: General Design Concept. A. A. Balkema, Rotterdam, Brookfield.
Richard, Alan B., Adrian J. Moore. 2005. Golden Pike Cut Back Fly Rock Control and Calibration of a Predictive Model. Terrock Consulting Engineers, Australia.
Saptono, Singgih. 2012. Pengembangan Metode Analisis Stabilitas Lereng Berdasarkan Karakterisasi Batuan di Tambang Terbuka Batubara. Desertasi. Program Studi Rekayasa Pertambangan. ITB, Bandung.
TABEL
Tabel 1. Sebaran lemparan aktual flyrock
No. Skala Lemparan Persentase (%)
1 ≤ 150 m 40%
2 151 ~ 200 50%
3 201 ~ 250 10%
4 ≥ 251 0%
Tabel 2. Hasil Percobaan No Lokasi B (m) S (m) St (m) Ba (m) H (m) P (kg/m³) Q (kg) Lt (m) La (m) 1 BN72 7.98 8.59 3 3 4 0.29 213.17 131.23 136 2 BN27 8.1 8.55 3 3 4 0.29 238.62 135.72 130 3 BN61 7.87 8.54 4 - 9 0.28 177.20 87.84 81
125
4 BN21 7.8 8.2 5 3.1 10 0.28 62.16 43.92 48 5 BN20 8.05 8.5 3 3 4 0.29 249.23 134.65 125
B: burden; S: spasi; St: Stemming’ Ba: Burden awal; H: kedalaman lubang; P: Powder Factor; Q: rata-rata isian perlubang ledak; Lt: lemparan flyrock teoritis; La: lemparan flyrock aktual.
GAMBAR
126
127
