ANALISIS KESTABILAN LERENG DI SEKITAR LUBANG BUKAAN TAMBANG MENGGUNAKAN METODE ROCK MASS RATING
DAN SOFTWARE SLIDE.V.6.0 DI PT. NUSA ALAM LESTARI KOTA SAWAHLUNTO
SKRIPSI
Disusun untuk meraih gelar sarjana teknik pertambangan
Oleh :
GEBI RAHMAN PUTRA 1410024427059
TEKNIK PERTAMBANGAN YAYASAN MUHAMMAD YAMIN
SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI INDUSTRI ( STTIND ) PADANG
HALAMAN PERSETUJUAN TUGAS AKHIR
Judul : Analisis Kestabilan Lereng Di Sekitar Lubang Bukaan Tambang Menggunakan Metode Rock Mass Rating Dan software slide.v.6.0 Di PT. Nusa Alam Lestari Kota Sawahlunto, Provinsi Sumatera Barat Nama : Gebi Rahman Putra
NPM : 1410024427059
Program Studi : Teknik Pertambangan
Padang, Oktober 2018 Menyetujui:
Pembimbing I Pembimbing II
Dr. Murad MS, MT H. Riko Ervil, MT
NIDN.0007116308 NIDN. 1014057501
Ketua Program Studi Ketua STTIND Padang
Dr. Murad MS, MT H. RikoErvil, MT
Analisis Kestabilan Lereng Di Sekitar Lubang Bukaan Tambang Menggunakan Metode Rock Mass Rating Dan software slide.v.6.0 Di PT. Nusa Alam Lestari Kota Sawahlunto, Provinsi Sumatera Barat
Nama : Gebi Rahman Putra
NPM : 1410024427059
Dosen Pembimbing 1 : Dr. Murad MS, ST,. MT Dosen Pembimbing 2 : H. Riko Ervil, ST,. MT
ABSTRAK
PT. Nusa Alam Lestari merupakan perusahaan yang melakukan kegiatan penambangan untuk mendapatkan batubara di Provinsi Sumatera Barat. Setelah dilakukan pengamatan dilapangan, diketahui bahwa adanya rekahan-rakahan di sekitar lereng lubang bukaan tambang yang dapat memicu kelongsoran. Setelah dilakukan analisis dengan menggunakan Rock Mass Rating diketahui kondisi batuan dilokasi penelitian dalam kategori baik untuk batulanau dengan bobot total 62. Setelah dilakukan analisis faktor keamanan menggunakan metode bishop simplified dengan bantuan software slide v.6.0 nilai faktor keamanan 6.109, hal ini mengindikasikan bahwa lokasi tersebut dalam keadaan stabil. Berdasarkan hasil analisis yang dilakukan penulis menyarankan agar dilakukannya pemetaan dan peninjauan secara rutin dan berkala terhadap kehadiran kekar yang terdapat pada lereng tambang untuk memperoleh nilai Rock Mass Rating yang akurat dan tetap dilakukan monitoring untuk mengetahui pergerakan lerengnya.
Analysis of Slope Stability In The Mine Pit Using Rock Mass Rating Method And Slide.v.6.0 Software At PT. Nusa AlamLestari
Sawahlunto, West Sumatera Province
Name : Gebi Rahman Putra
Student ID : 1410024427059
Supervisor : Dr. Murad MS, ST,. MT Co-Spervisor : H.Riko Ervil, ST,. MT
ABSTRACT
PT. Nusa Alam Lestari is a company that conducts mining activities to obtain coal in West Sumatra Province. After observing in the field, it is known that there are joint that can trigger landslides. After mass analyzing using Rock Mass Rating, it is known that rock conditions in the research location are in good category for siltstone with a total value of 62. After analyzing the safety factor using the bishop simplified method with the help of software slide v.6.0, the security factor value is 6.109, this indicates that the location is stable. Based on the results of the analysis carried out the author recommends that a routine mapping of the presence of joint found on the mine slope to obtain an accurate Rock Mass Rating value and still be monitored to determine the slope movement.
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis ucapkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan karunia-Nya kepada penulis sehingga bisa menyelesaikan Tugas Akhir ini sesuai waktu yang ditentukan. Shalawat beriring salam penulis kirimkan kepada Nabi besar Muhammad SAW yang telah membawa umatnya kezaman modern ini.
Tugas Akhir ini berjudul “Analisis Kestabilan Lereng Di Sekitar Lubang Bukaan Tambang Menggunakan Metode Rock Mass Rating dan Software Slide.v.6.0 Di PT. Nusa Alam Lestari Kota Sawahlunto, Provinsi Sumatera Barat”
Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada:
1. Bapak H. Riko Ervil, ST, MT, selaku Ketua Sekolah Tinggi Teknologi Industri (STTIND) Padang, sekaligus sebagai pebimbing II.
2. Bapak Dr. Murad MS, MT selaku Ketua Program Studi Teknik Pertambangan Sekolah Tinggi Teknologi Industri (STTIND) Padang, sekaligus sebagai pebimbing I.
3. Ayah, Ibu, Abang, dan unang yang selalu memberikan dukungan materi ataupun motivasi dan do’a dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.
4. Wike Armanela yang selalu memberi motivasi dan mengingatkan untuk menyelesaikan tugas dan tanggung jawab ini.
5. Pambare, dan panakan-panakan lain nya yang menghibur disela kejenuhan proses menyelesaikan Tugas Akhir ini.
6. Serta bang Paul yang selalu menemani proses bimbingan sewaktu menunggu dosen pebimbing.
7. Rekan-rekan Program Studi Teknik Pertambangan dan semua pihak yang banyak membantu penulis.
Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan Tugas Akhir ini masih terdapat kekurangan. Oleh karena itu, Penulis mengharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun dari pembaca untuk kemajuan kita bersama.
Semoga Tugas Akhir ini dapat berguna dan mampu menunjang perkembangan ilmu pengetahuan serta dapat bermanfaat bagi Penulis khususnya dan juga kepada para pembaca pada umumnya.
Padang, Desember 2018
DAFTAR ISI
ABSTRAK ... I KATA PENGANTAR... III DAFTAR ISI …... V DAFTAR GAMBAR …... VII DAFTAR TABEL …... IX DAFTAR LAMPIRAN …... X BAB I PENDAHULUAN... 1 1.1 Latar Belakang ... 1 1.2 Identifikasi Masalah ... 4 1.3 Bataan Masalah... 4 1.4 Rumusan Masalah... 5 1.5 Tujuan Penelitian... 5 1.6 Manfaat Penelitian... 6
BAB II TINJAUAN PUSTAKA... 7
2.1 Landasan Teori... 7
2.1.1 Keadaan Geologi Endapan... 7
2.1.2 Analisis Kestabilan Lereng... 12
2.1.3 Klasifikasi Massa Batuan... 17
2.1.4 Uji Sifat Fisik Batuan... 28
2.1.5 Faktor Keamanan Lereng... 29
2.2 Kerangka Konseptual... 41
BAB III METODOLOGI PENELITIAN... 43
3.2 Lokasi Penelitian... 43
3.3 Waktu Penelitian... 43
3.4 Variabel Peneitian... 43
3.5 Data dan Sumber Data... 44
3.5.1 Data... 44
3.5.2 Sumber Data... 44
3.6 Teknik Pengumpulan Data... 45
3.7 Teknik Pengolahan Dan Analisa Data... 46
3.7.1 Teknik Pengolahan Data... 46
3.7.2 Analisa Data... 47
3.8 Kerangka Metodelogi... 47
BAB IV PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA... 49
4.1Pengumpulan Data... 49
4.1.1 Data Primer... 49
4.1.2 Data Sekunder... 55
4.2 Pengolahan Data... 55
BAB V ANALISA HASIL PENGOLAHAN DATA... 66
5.1Analisa Rock Mass Rating... 66
5.2 Analisa faktor keamanan lereng... 69
BAB VI Kesimpulan dan Saran... 73
6.1Kesimpulan... 73
6.2 Saran... 73 DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1 : Stratigrafi Formasi Ombilin... 9
Gambar 2.2 : Longsoran Bidang... 14
Gambar 2.3 : Longsoran Baji... 14
Gambar 2.4 : Longsoran Guling... 15
Gambar 2.5 : Longsoran Busur... 16
Gambar 2.6 : Deformasi Pada Contoh Batuan Uji... 19
Gambar 2.7 : Pola Failure Pada Berbagai Dimensi Contoh Batuan... 19
Gambar 2.8 : Alat PLI... 20
Gambar 2.9 : Tipe Dan Syarat Contoh Batuan Uji PLI... 20
Gambar 2.10 : Prosedur Pengukuran Dan Perhitungan RQD... 23
Gambar 2.11 : Prosedur Normal Untuk Pengukuran Garis Kerkar... 24
Gambar 2.12 : Pengukuran Kekar Menggunakan Metode Scanline... 25
Gambar 2.13 : Geometri External Boundry Setelah Diimpor Ke Slide... 30
Gambar 2.14 : Geometri Material Boundry Setelah Diimpor Ke Slide... 31
Gambar 2.15 : Geometri Material Boundry Setelah Diimpor Ke Slide... 31
Gambar 2.16 : Pengaturan Umum Dalam Project Setting... 32
Gambar 2.17 : Pengaturan Metode Yang Digunakan... 32
Gambar 2.18 : Pengaturan Pngaruh Air Dalam Kestabilan Lereng... 33
Gambar 2.19 : Langah Untuk Membuka Menu Pengaturan Material... 33
Gambar 2.20 : Langah Untuk Membuka Menu Pengaturan Material... 34
Gambar 2.21 : Memberikan Warna Setiap Material Yang Berbeda... 34
Gambar 2.23 : Surface Options... 36
Gambar 2.24 : Pengaturan Dan Tampilan Setelah Dibuat Gird... 37
Gambar 2.25 : Perintah Untuk Running... 37
Gambar 2.26 : Proses Running Rocsince Slide... 38
Gambar 2.27 : Perintah Untuk Membuka Rocscince Slide Interpret... 38
Gambar 2.28 : Tampilan Rocscince Slide Interpret... 39
Gambar 2.29 : Grafik Nilai FoS Berdasarkan Kordinat Pusat Gelincir... 39
Gambar 2.30 : Interpretasi Hasil Analisis Kestabilan Lereng... 40
Gambar 2.31 : Diagram Gaya Yang Bekerja Pada Sebuah Slide... 40
Gambar 2.32 : Kerangka Konseptual... 41
Gambar 3.1 : Bagan Alir Penelitian... 48
Gambar 4.1 : Kondisi Lereng... 52
Gambar 4.2 : Sampel Batuan... 53
Gambar 4.3 : Pengujian PLI... 54
Gambar 4.4 : Pengujian Sifat Fisik Batuan... 55
Gambar 4.5 : diagram Stereonet orientasi kekar... 61
Gambar 4.6 : Kerangka Lereng... 63
Gambar 4.7 : pengimputan Geometri Lereng... 64
Gambar 4.8 : Pengimputan Define Material... 64
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1 : Klasifikasi Jarak Kekar... 24
Tabel 2.2 : Klasifikasi Parameter Dan Pembobotan... 26
Tabel 2.3 : Klasifikasi Bidang Kekar... 27
Tabel 2.4 : Peubah Bobot Orientasi Kekar... 27
Tabel 2.5 : Kelas Massa Batuan Menurut Bobot Total... 28
Tabel 2.6 : Arti Kelas Massa Batuan... 28
Tabel 2.7 : Hubungan Nilai FK Lereng Dengan Intensitas Longsor... 29
Tabel 4.1: Data Jarak Kekar... 50
Tabel 4.2 : Data Srike dan Dip... 50
Tabel 4.3 : Kondisi Kekar... 51
Tabel 4.4 : Geometri Lereng... 52
Tabel 4.5 : Data Sampel Batuan Uji Kuat Tekan... 53
Tabel 4.6 : Data Sampel Batuan Uji Sifat Fisik... 54
Tabel 4.7 : Nilai UCS Sampel Batuan... 56
Tabel 4.8 : Kualitas Dan Bobot Batuan Berdasarkan Nilai RQD... 57
Tabel 4.9 : Jarak Kekar... 58
Tabel 4.10 : Kondisi Kekar... 59
Tabel 4.11 : Total Bobot Dari 6 Parameter RMR... 61
Tabel 4.12 : Kelas Massa Batuan Menurut Bobot Total... 62
Tabel 4.13 : Data Kerangka Lereng... 63
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1: Peta Geologi
Lampiran 2: Peta Izin Usah Pertambangan (IUP) Lampiran 3: Peta kesampaian daerah
Lampiran 4: Data Curah Hujan
Lampiran 5: Logbook Kegiatan Lapangan Lampiran 6: Data lapangan
Lampiran 7: Perhitungan PLI Lampiran 8: Perhitungan RQD
Lampiran 9: Perhitungan jarak kekar dan kondisi kekar Lampiran 10: Perhitungan uji sifat fisik
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah
Tambang bawah tanah merupakan kajian yang kompleks terutama terkait dengan kekuatan batuan yang dibongkar untuk pembuatan terowongan sangat diperlukan adanya analisis geoteknik yang baik untuk dapat memberikan perlakuan yang tepat terhadap batuan yang dibongkar. Kegiatan tambang bawah tanah sangat beresiko tinggi sehingga sangat di perlukan penanganan yang ekstra hati-hati dalam pengerjaannya. Pembongkaran batuan akan berpengaruh langsung terhadap kekuatan dan bentuk batuan yang di bongkar, dengan demikian batuan akan mencari keseimbangan baru setelah adanya perlakuan yang diberikan terhadapnya. Dengan sifat alami batuan tersebut maka batuan akan mencari bidang bebas untuk berdeformasi untuk memungkinkan tercapainya keseimbangan baru, prilaku ini ditunjukan dengan adanya perpindahan pada dinding dan atap terowongan, longsoran, ataupun ambrukan pada terowongan.
Bentuk dari permukaan bumi yang mempunyai bentuk sudut miring dengan bidang horizontal disebut dengan lereng. Lereng terbagi menjadi dua yaitu lereng alamiah dan lereng buatan, lereng alamiah adalah lereng yang terbentuk karena adanya proses geologi, misalnya tebing sungai dan lereng bukit. Lereng buatan adalah lereng yang terbentuk karena adanya proses timbunan dan galian. Di dalam kegiatan pertambangan seperti kegiatan tambang bawah tanah faktor kestabilan lereng pada lubang perlu diperhatikan karena lereng yang stabil menyebabkan lereng menjadi aman dan kecil kemungkinan terjadi longsor.
Masalah Stabilitas lereng pada PT. Nusa Alam Lestari menjadi hal yang penting karena berhubungan dengan kegiatan penambangan yang belum ada penanganan atau penelitian sebelumnya mengenai stabilitas lereng ini. Jika terdapat longsor pada lereng yang berdekatan
dengan jalan angkut utama akan menyebabkan berbagai macam gangguan pada proses penambangan dan hal itu tentu akan membahayakan jiwa dan merusak peralatan yang ada.
Keberadaan retakan batuan pada PT. Nusa Alam Lestari berupa kekar, sesar ataupun pada bidang kontak batuan merupakan diskontinuitas massa batuan yang terbentuk secara alamiah (Bieniawski, 1989). Perilaku massa batuan tersebut terhadap stabilitas diskontinuitas massa batuan dapat tercermin melalui sistem klasifikasi massa batuan (rock mass classification) yang diperoleh melalui determinasi penggolongan data kekuatan batuan, rock quality designation karakter diskontinuitas dan kondisi airtanah di lapangan.
Macam-macam sistem klasifikasi massa batuan dapat diaplikasikan untuk penilaian stabilitas diskontinuitas massa batuan di PT. Nusa Alam Lestari, diantara yaitu rock mass rating system (RMR) dan slop mass rating (SMR), dimana rekomendasi penggunaan penilaian tersebut tergantung dari kondisi geologi suatu daerah.
Selain sistem klasifikasi massa batuan, ada juga berbagai macam software yang dapat diaplikasikan untuk menganalisis faktor keamanan lereng pada lubang bukaan tambang PT. Nusa Alama Lestari, diantaranya yaitu software slide.v.6.0, sofware geostudio, software geoslop, software phase 2, dan soeftware geoslide.
PT. Nusa Alam Lestari merupakan salah satu perusahaan tambang batubara yang menggunakan sistem tambang bawah tanah dengan metode room and pillar. Pada tambang bawah tanah sangat identik dengan lereng pada lubang bukaan dan dapat memicu terjadinya kelongsoran. Pemicu ini biasanya disebabkan oleh faktor dari luar maupun faktor dari dalam. Contohnya faktor dari luar adalah aktifitas penggalian dan pengangkutan sedangkan faktor dari dalam adalah kondisi geologi, joint (kekar) dan lain sebagainya. Oleh sebab itu perlu dilakukannya analisis kestabilan lereng untuk melakukan kegiatan penambangan dengan aman, mulai dari rencana geometri lereng dan metode yang digunakan dalam penggalian.
PT. Nusa Alam Lestari memiliki masalah pada lereng di lubang bukaan karena pada lereng tersebut sering terjadi keruntuhan kecil, kegiatan gali muat mempengaruhi kestablian lereng, banyaknya joint (kekar), belum diketahuinya faktor keamanan pada lereng, dan sudut kemiringannya antara 600 – 900, sdangkanstandar sudut kemiringan lereng aman antara 00
-450. Sehingga penelitian ini sangat penting dilakukan untuk mengetahui faktor keamanan
pada lereng tersebut. Analisis kestabilan lereng dilakukan dengan menggunakan metode rock mass rating dan software slide.v.6.0.
Pengambilan data yang di lakukan yaitu pengamatan di lapangan seperti melakukan pengukuran banyaknya kekar, jarak kekar, kondisi kekar, kondisi air tanah, orientasi kekar dan melakukan pengujian pada sampel batuan. Dengan menggunakan rock mass rating dan software Slide.V.6.0.
Berdasarkan permasalahan di atas maka dari itu penulis mengambil judul penelitian “Analisis Kestabilan Lereng Di Sekitar Lubang Bukaan Tambang Menggunakan Metode Rock Mass Rating Dan software slide.v.6.0 Di PT. Nusa Alam Lestari Kota Sawahlunto, Provinsi Sumatera Barat”.
1.2 Identifikasi Masalah
Identifikasi masalah pada penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Penanganan masalah satbilitas lereng pada PT. Nusa Alam Lestari yang belum pernah dilakukan
2. Banyaknya joint atau kekar pada lereng lubang bukaan tambang PT. Nusa Alam Lestari
3. Mengklasifikasikan kelas massa batuan dapat menggunakan metode Rock Mass Rating dan slope mass rating
4. Macam-macam metode untuk mendapatkan faktor keamanan lereng dengan menggunakan software slide.v.6.0, sofware geostudio, software geoslop, software phase 2, dan soeftware geoslide
5. Pada lereng lubang bukaan tambang sering terjadi keruntuhan kecil, kemiringan lereng berkisar antara 600 – 900
, kegiatan gali muat yang mempengaruhi kestabilan lereng, dan belum diketahuinya faktor keamanan pada lereng lubang bukaan tambang PT. Nusa Alam Lestari (NAL)
1.3 Batasan Masalah
Batasan masalah pada penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Menganalisis kelas massa batuan dengan menggunakan metode Rock Mass Rating
2. Pengukuran (join) kekar menggunakan metode Rock Mass Rating dengan bentangan scanline/penampang sepanjang 25 meter
3. Menganalisis faktor keamanan lereng dengan Software Slide.v.6.0 1.4 Rumusan Masalah
Rumusan masalah pada penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Bagaimana kelas massa batuan menggunakan metode Rock Mass Rating di lereng lubang bukaan tambang PT. Nusa Alam Lestari?
2. Berapa nilai faktor keamanan pada lereng lubang bukaan tambang di PT. Nusa Alam Lestari?
1.5 Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Mendapatkan kelas massa batuan dengan menggunakan metode Rock Mass Rating
2. Mendapatkan faktor keamanan dari lereng lubang bukaan tambang di PT. Nusa Alam Lestari (NAL)
1.6 Manfaat Penelitian
Manfaat dari penelitian ini adalah sebagai berikut: 1. Bagi penulis
Penelitian ini memberikan manfaat berupa kemampuan untuk menganalisis suatu masalah yang berkaitan dengan pertambangan berupa analisis kestabilan lereng tambang.
2. Bagi Perusahaan
Dari penelitian ini dilakukan dapat menjadi masukan positif bagi perusahaan sebagai bahan pertimbangan dalam menyelesaikan permasalahan yang berkaitan dengan keamanan lereng tambang menjadi tolak ukur dalam melakukan kajian terhadap lereng tambang agar tidak longsor.
3. Bagi Institusi
Penelitian ini dapat dijadikan sebagai referensi bahan bacaan, khususnya mahasiswa teknik pertambangan dalam menyelesaikan tugas kuliah, ataupun sebagai referensi mengangkat judul penelitian maupun kerja praktek.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Landasan Teori
2.1.1 Keadaan Geologi dan Endapan 1. Kondisi Geologi Umum
Area Perambanhan memiliki kondisi geologi yang cukup kompleks, dimana sturtur gologi berupa patahan atau sesar yang sangat mempengaruhi pola penyebaran lampisan batubara dan juga kualitas batubara.
Cekungan Ombilin terbentuk sebagai akibat langsung dari gerak mendatar menganan sistem sesar Sumatera pada masa pleosen awal. Akibatnya terjadi tarikan yang membatasi oleh sistem sesar normal berarah utara–selatan. Daerah tarikan tersebuit dijumpai di bagian utara cekungan pada darah pengundakan mengiri antara sesar setangkai dan sesar silungkang yaitu terban Talawi. Sedangkan bagian selatan cekungan merupakan daerah kompresi yang ditandai oleh terbentuknya sesar naik dan lipatan (sesar sinamar). Ketebalan batuan sendimen di cekungan Ombilin mencapai ±4.500 m terhitung sangat tebal untuk cekungan berurukuran panjang ±60 km dan lebar ±30 km.
Dari hasil bebarapa penyelidikan yang telah dilakukan, daerah penelitian diyakini terletraka pada sub-cekungan kiliran yang merupakan bagian dari suatu sistem cekungan intramortana (cekungan pegunungan), yang merupakan bagian dari tengah pegunungan bukit barisan. Cekungan–cekungan tersebut mulai berkembang pada pertengahan tersier, sebagai akibat pengerakan ulang dari patahan-patahan yang menyebabkan terbentuknya, cekungan– cekungan tektonik di daerah tinggi (intra mountain basin) cekungan–cekungan yang terbentuk di antara pegunungan tersebut merupakan daerah pengendapan batuan-batuan tersier yang merupakan siklus sendimen tahap kedua.
Endapan-endapan sendimen yang terdapat di dalamnya cekungan-cekungan Sumatera Timur nyaris tergangu oleh orogenesa yang membentuk punggung bukit barisan, sehingga dapat dijumpai urutan stratifigasi yang selaras, mulai dari formasi minas, sihapas, sampai formasi pemantang, yang memberi petunjuk bahwa hal endapan berlangsung terus menrus hingga kuater. Tidak demikian halnya dengan bagian sebelah barat. Pada bagian ini merupakan cekungan muka (foredeep) dimana sekarang daerah tersebut merupakan ‘busur luar, non-vulkanik (nonvucanic outer arch), perlipatan–perlipatan dan pensesaran mempengaruhi sendimen-sendimen tersier bawah dan tengah.
Stratigrafi cekungan ombilin yang terdiri dari satuan batu lanau, batubara dan batu pasir termasuk dalam anggota formasi telisa yang terendapkan tidak selaras di atas batuan metamorfik sebagai basement (batuan Pra-tersier). Adapun stratigrafi cekungan omblin dapat dilihat pada gambar 2.1 di halaman 9.
2.1.2 Metode Penambangan Room And Pillar
Room and pillar merupakan suatu sistem penambangn bawah tanah untuk endapan batubara dengan blok-blok persegi. Seluruh blok batubaranya dibuat jalan batubara yang digali menjadi room selebar 10 meter dan pillar sebagai penyangga selebar 30x30 meter menggunakan kombinasi continious miner (CM), roof bolter, dan shuttle catr. Metode ini hanya mengambil 30-40% dari total batubara yang ada, oleh karna itu untuk menaikan produksi setelah semua block tersebut ditambang ketika kembali ke jalan utama dekat shaft, pillar-pillar yang ditinggalkan dikikis sedikit, proses ini dinamakan retreat mining. Selama proses ini berjalan, tidak ada operator yang boleh berada di bawah atap batuan, semuanya dikendalikan dengan remote dari jauh.
Ada beberapa klasifikasi dari metode room adn pillar yang umum, yaitu : 2. Classic Room And Pillar Method
Metode ini sering ditemukan pada bahan galian batubara yang cadanganya cendrung mendatar (flat) dan dengan ketebalan yang memungkinkan. Kelebihan metode classic room and pillar method adalah setelah permukaan penambangan dibuat, dapat segera memulai penambangan batubara, sehingga tidak memerlukan waktu yang panjang untuk persiapan penambangan batubara. Sedangkan kekurangannya adalah recovery sedikit, hanya 40-60% bila tanpa mengekstraksi pillar.
3. Post Room And Pillar Method
Dengan inklinasi cadangan mencapai 20 - 50 metode yang digunakan umumnya ialah ̊ ̊ post room and pillar method, efektivitas pengambilan cadangan bisa lebih besar disebebkan pengambilan cadangan dilakukan dengan mengikuti arah dan ruang cadangan sehingga kemungkinan tertinggalnya bahan galian yang ditambang semakin kecil.
Kelebihan metode post room and pillar method adalah recovery lebih besar disebabkan pengambilan cadangan dilakukan mengikuti arah dan ruang cadangan sehingga kemungkinan
tertinggalnya bahan galian yang ditambang semakin kecil. Sedangkan kekuranganya adalah kemungkinan terjadinya subsiden lebih besar bila tidak diikuti dengan penambahan penyangga bantuan.
4. Step Room and pillar method
metode ini cocok diterapkan pada cadangan dengan inkliasi 15-30 dengan ketebalan ̊ lapisan cadangan 2-5 meter. Step room and pillar merupakan metode yang digunakan dan dirancang untuk memudahkan peralatan beroperasi di dalam cadangan (ore deposit), step dirancang berjenjang akan tetapi terdapat jalan yang menghubungkan antar step atau jenjang.
Kelebihan metode ini adalah pengangkutan di dalam permukaan kerja hampir tidak memerlukan tenaga penggerak karena dapat berjalan sendiri, misalnya melalui jalan penghubung. Sedangkan kekurangannya adalah memerlukan tenaga kerja yang banyak untuk membawa masuk peralatan, sehingga volume produksi terganggu dari banyaknya mekanis yang tersedia.
2.1.3 Analisis Kestabilan lereng
Analisis kestabilan lereng dilakukan untuk menilai tingkat kestabilan suatu lereng. Istilah kestabilan lereng dapat di defenisikan sebagai ketahanan blok diatas suatu permukaan miring (diukur dari garis horizontal) terhadap runtuhan (collapsing) dan gelinciran (slidding) (Kliche, 1999). Dalam hal ini setiap permukaan tanah yang memiliki kemiringan terhadap garis horizontal disebut lereng, baik alami maupun buatan manusia. Karena lereng tidak horizontal, melainkan membentuk sudut, akan timbul suatu gaya penggerak menuruni lereng. Jika gaya penggerak akibat adanya gravitas dan cenderung membuat blok di atas permukaan miring tersebut bergerak menuruni lereng. Jika gaya penggerak tersebut sangat besar dan kekuatan geser dari material penyusun lereng relatif kecil, dapat terjadi longsoran (Terzaghi and Peck, 1967).
Kestabilan lereng, baik lereng alami maupun lereng buatan (buatan manusia) serta lereng timbunan, di pengaruhi oleh beberapa faktor yang dapat di nyatakan secara sederhana sebagai gaya-gaya penahan dan gaya-gaya penggerak yang bertanggungjawab terhadap kestabilan lereng tersebut. Pada kondisi gaya penahan (terhadap longsoran) lebih besar dari gaya penggerak, lereng tersebut akan berada dalam kondisi yang stabil (aman). Namun, apabila gaya penahan lebih kecil dari gaya penggeraknya, lereng tersebut tidak stabil dan akan terjadi longsoran. Sebenarnya, longsoran merupakan suatu proses alami yang terjadi untuk mendapatkan kondisi kestabilan lereng yang baru (keseimbangan baru), di mana gaya penahan lebih besar dari gaya penggeraknya.
Untuk menyatakan tingkat kestabilan suatu lereng, dikenal istilah Faktor Keamanan (Safety Faktor). Faktor keamanan diperlukan untuk mengetahui kemantapan suatu lereng untuk mencegah bahaya longsoran di waktu-waktu yang akan datang.
Faktor Keamanan (FK) = ...(2.1)
Menurut Made Astawai Rai 2011, secara umum pada tambang terbuka longsoran diklasifikasikan kedalam 4 jenis longsoran:
a. Longsoran Bidang
Longsoran bidang merupakan suatu longsoran batuan yang terjadi sepanjang bidang lucur yang dianggap rata. Bidang luncur tersebut dapat berupa bidang sesar, rekahan (joint) maupun bidang perlapisan batuan. Syarat – syarat terjadinya longsoran bidang:
1) Terdapat bidang luncur bebas (daylight), berarti kemiringan bidang luncur harus lebih kecil daripada kemiringan lereng.
2) Arah bidang luncur sejajar atau mendekati dengan arah lereng (maksimum berbeda 20
3) Kemiringan bidang luncur lebih besar daripada susut geser dalam batuannya 4) Terdapat bidang bebas ( tidak terdapat gaya penahan ) pada kedua sisi longsoran.
Berikut gambar longsor bidang ditunjukan pada gambar 2.2 di bawah ini.
ψf ψp
For Sliding
ψf= Kemiringan lereng ψp= Kemiringan bidang luncur = Sudut geser dalam Keterangan :
ψf ψp
For Sliding
ψf= Kemiringan lereng ψp= Kemiringan bidang luncur = Sudut geser dalam Keterangan :
Sumber: Irwandy Arif, 2016
Gambar 2.2 Longsoran Bidang b. Longsoran Baji
Longsoran baji dapat terjadi pada suatu batuan jika lebih dari satu bidang lemah yang bebas dan saling berpotongan. Longsoran baji dapat terjadi dengan syarat geometri sebagai berikut:
1) Kemiringan lereng > kemiringan garis perpotongan kedua bidang lemah pembentuk baji. 2) Garis perpotongan kedua bidang lemah pembentuk baji miring ke arah muka lereng. 3) Kemiringan garis perpotongan kedua bidang pembentuk baji > sudut gesek dalam.
Berikut gambar longsor baji yang ditunjukan pada gambar 2.3 di bawah ini.
Sumber: Irwandy Arif, 2016
Gambar 2.3 Longsoran Baji c. Longsoran guling
ψp
ψf Perpotongan bidang lemah
Distribusi tekanan air tanah
Keterangan : ψf= Kemiringan lereng
ψp= Kemiringan garis perpotongan bidang lemah ψf ψp
Perpotongan bidang lemah
Distribusi tekanan air tanah
Keterangan : ψf= Kemiringan lereng
Longsoran guling terjadi pada batuan yang keras dan memiliki lereng terjal dengan bidang lemah yang tegak atau hamper tegak dan arahnya berlawanan dengan arah kemiringan lereng. Longsoran ini bisa berbentuk blok atau bertingkat. Kondisi untuk menggelincir atau meluncur
ditentukan oleh sudut geser dalam ( ) dan kemiringan bidang luncurnya (ψ), tinggi balok
( h ) dan lebar balok (b) terletak pada bidng miring bertingkat. Kondisi geometri yang dapat menyebabkab terjadinya longsoran guling antara lain:
1) Balok akan tetap mantap bila ψ < dan b / h >tan .
2) Balok akan meluncur bila ψ > b / h >tan .
3) Balok akan tergelincir, kemudian mengguling bila ψ < dan b / h <tan .
4) Balok akan langsung mengguling bila ψ < dn b / h <tan .
Berikut gambar longsor guling yang ditunjukan pada gambar 2.4 di bawah ini.
Sumber: Irwandy Arif, 2016
Gambar 2.4 Longsoran Guling d. Longsoran Busur
Longsoran busur dapat terjadi pada batuan yang lunak atau pada timbunan batuan. Biasanya batuan yang longsor itu bergerak pada suatu bidang. Bidang ini disebut bidang gelincir atau bidang geser.
1) Memiliki bidang lemah yang banyak dan arah longsorannya bergerak sepanjang bidang lemah yang berbentuk busur.
2) Material pembentuk lereng di asumsikan homogen.
3) Kelongsoran diasumsikan terjadi pada bidang busur yang melewati lantai lereng. 4) Rekahan tarik vertical diasumsikan terjadi di atas lereng atau muka lereng. 5) Kondisi air tanah bervariasi dari kering sampai jenuh total.
6) Posisi dari rekahan tarik dan permukaan busur adalah sama.
Berikut gambar longsor busur yang ditunjukan pada gambar 2.5 di bawah ini.
Sumber: Irwandy Arif, 2016
Gambar 2.5 Longsoran Busur 2.1.4 Klasifikasi Massa Batuan
Klasifikasi massa batuan yang terdiri dari beberapa parameter sangat cocok untuk mewakili karakteristik massa batuan, khususnya sifat-sifat bidang lemah atau kekar dan derajad pelapukan massa batuan. Pada umumnya klasifikasi tersebut mencoba menghubungkan parameter sudut kemantapan lereng dengan bobot klasifikasi massa batuan untuk berbagai tinggi lereng (Arif, 2016).
1. Rock Mass Rating
Klasifikasi Rock Mass Rating diusulkan oleh Bieniawski (1979) digunakan untuk menentukan kualitas massa batuan berdasarkan lima parameter, yakni kuat tekan batuan utuh
(UCS), RQD (dengan melakukan pengukuran atau estimasi), spasi bidang-bidang diskontiniu, dan kondisi air tanah (Arif, 2016).
a. Kuat tekan batuan
1) Uji kuat tekan uniaxial (Unconfined Compressive Strength Test)
Uji tekan dilakukan untuk mengukur tekan uniaksial (Unconfined Compressive Strength Test – UCS Test) dari sebuah contoh batuan berbentuk silinder dalam satu arah (Uniaksial). Tujuan utama uji ini adalah untuk mengklasifikasi kekuatan dan karakterisasi batuan utuh. Hasil uji ini berupa beberapa informasi, seperti kurva tegangan-regangan, kuat tekan uniaksial, modulus elastisitas, nisbah poisson, energi fraktur, dan energi fraktur spesifik.
Pengujian ini dilakukan menggunakan mesin tekan (compression machine) dan dalam pembebanannya mengikuti standar dari Internasional Society Of Rock Mechanics (ISRM, 1981). Secara teoritis penyebaran tegangan didalam contoh batuan searah dengan gaya yang dikenakan pada contoh tersebut. Akan tetapi, pada kenyataannya arah tegangan tidak searah dengan gaya yang dikenakan pada contoh.
Hal ini terjadi karena ada pengaruh dari plat penekan pada mesin tekan yang berbentuk bidang pecah yag searah dengan gaya, berbentuk ”cone”. Contoh batuan yang akan digunakan dalam pengujian kuat tekan harus memenuhi beberapa syarat. Kedua muka contoh bayuan uji harus mencapai kerataan hingga 0,02 mm dan tidak melenceng dari sumbu tegak lurus lebih besar dari pada 0,001 radian (sekitar 3,5 min) atau 0,05 mm dalam 50 mm (0,060). Demikian juga sisi panjangnya harus bebas dari
ketidak rataan sehingga kelurusannya sepanjang contoh batu uji tidak melencenglebih dari 0,3 mm.
Perbandingan antara tinggi dan diameter contoh batuan (L/D) akan mempengaruhi nilai kuat tekan batuan. Jika digunakan perbandingan (L/D) = 1,
kondisi tegangan triaksial saling bertemusehingga akan memperbesar nilai kuat tekan batuan. Sesuai dengan ISRM (1981), untuk pengujian kuat tekan digunakan rasio (L/ D) antara 2-2,5 dan sebaliknya diameter (D) contoh batu uji paling tidak berukuran tidak kurang dari NX, atau kurang lebih 54 mm. Semakin besar perbandingan antara tinggi dan diameter contoh batuan yang digunakan, kuat tekan akan semakin kecil seperti ditunjukkan persamaan dibawah ini:
Menurut American Society For Testing and Materials (ATSM):
σc(L/D)=1 = σc / (0,788 + (0,222 / (L/D))) ...(2.2)
Menurut Protodyakonov:
σc(L/D)=2 = 8.σc / (7 + (2 / (L/D)))...(2.3)
Keterangan: σc = kuat tekan batuan
Berikut gambar deformasi contoh batuan uji UCS yang ditunjukan pada gambar 2.6 di bawah ini.
Sumber: Irwandy Arif, 2016
Gambar 2.6 Deformasi Pada Contoh Batuan Hasil Uji UCS
Berikut gambarpola failur dimensi contoh batuan yang ditunjukan pada gambar 2.7 di bawah ini.
Sumber: Irwandy Arif, 2016
Gambar 2.7 Pola Failure Pada Berbagai Dimensi Contoh Batuan 2) Point Load Test (Test Franklin)
Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui kekuatan dari contoh batuan secara tidak langsung di lapangan. Contoh batuan dapat berbentuk silinder atau tidak beraturan. Peralatan yang digunakan untuk uji point load, seperti ditunjukkan pada gambar 2.8.
Contoh batuan yang digunakan untuk pengujian ini dapat berbentuk silinder ataupun bongkahan batuan, seperti terlihat pada gambar 2.9.
Sumber: Irwandy Arif, 2016 Gambar 2.8 alat PLI
Sumber: Irwandy Arif, 2016
Menurut Broch & Franklin (1972), indeks point load (Is) suatu contoh batuan
dapat dihitung dengan persamaan:
Is = P/D2...(2.4)
Untuk diameter contoh batuan yang bukan 50 mm, maka diperlukan faktor koreksi terhadap persamaannya. Menurut Greminger 1982 (mekanika batuan Made Astawa Rai, 2011), selang faktor koreksi tergantung besarnya diameter. Karena diameter ideal adalah 50 mm maka Greminger menurunkan persamaan sebagai berikut:
Is(50) = F (P/D2)...(2.5)
Dengan,
F = (d/50)0.45...(2.6)
Sehingga diperoleh suatu persamaan Point Load Indeks yang telah dikoreksi sebagai berikut:
Is(50)=(d/50)0.45(P/D2)...(2.7)
Jika Is = 1 MPa, indeks tersebut tidak memiliki arti. Maka penentuan kekuatan
harus berdasarkan uji UCS, dan menurut Bieniawski dengan diameter contoh 50 mm maka UCS dapat ditentukan melalui:
σc = 23 x Is...(2.8)
Uji aksial dan uji bongkah beraturan (irregular lump) menggunakan diameter ekivalen (De) dalam perhitungan Point Load Indeks yang diturunkan dari luas
penampang minimum.
Is(50) = F (P/ De2)...(2.9)
Dengan, F = (De2/50)0.45...
(2.10)
Keterangan: σc = kuat tekan batuan
P = Beban maksimum hingga contoh pecah (N) D = Jarak antara dua konus penekan (mm) d = Diameter conto (mm)
b. Rock Quality Designation (RQD)
Indeks RQD telah diperkenalkan lebih dari 20 tahun yang lalu sebagai indeks dari kualitas batuan pada saat informasi kualitas batuan hanya tersedia dari deskripsi ahli geologi dan persentase dari perolehan inti (core recovery). RQD adalah modifikasi dari persentase perolehan inti yang utuh dengan panjang 10 cm atau lebih. Ini adalah indeks kuantitatif yang telah digunakan secara luas untuk mengidentifikasikan daerah batuan yang kualitasnya rendah sehingga dapat diputuskan untuk penambahan pemboran atau pekerjaan eksplorasi lainnya. Untuk menentukan RQD, ISRM merekomendasikan ukuran inti paling kecil berdiameter NX (54,7 mm) yang dibor dengan menggunakan double tube core barrels.
Adapun contoh core utuh untuk prosedur pengukuran dan perhitungan RQD dapat dilihat pada gambar 2.10 di halaman 23.
Sumber: Made A.R dan Suseno K, 2011
Gambar 2.10 Prosedur Pengukuran Dan Perhitungan RQD
Bila bor inti tidak tersedia, dapat dihitung dengan pengukura bidang diskontinu (metode scanline). Jarak pisah antar bidang diskontinu (kekar) adalah jarak tegak lurus antara dua bidang diskontinu yang berurutan sepanjang sebuah garis pengamatan yang disebut scanline, dan dinyatakan sebagai intact legth. Panjang scanline minimum untuk pengukuran jarak diskntinu adalah 50 kali jarak rata-rata diskontinuiti yang hendak diukur. Namun, menurut International Society for Rock Mechanic (ISRM, 1981) panjang ini cukup 10 kali tergantung tujuan pengukuran scanline-nya.
RQD = 100 (0,1 λ + 1) e-0,1λ...(2.12)
Keterangan: λ = banyak kekar dalam 1 meter
Untuk klasifikasi jarak kekar dapat dilihat pada tabel 2.1 di bawah ini. Tabel 2.1
Klasifikasi Jarak Kekar
Deskripsi jarak Struktur bidang
Diskontinu
Jarak (mm)
Spasi sangat lebar Perlapisan sangat tebal >2000
Spasi cukup lebar Perlapisan sedang (medium)
200 – 600
Spasi rapat Perlapisan tipis 60 – 200
Spasi sangat rapat Perlapisan sangat tipis 20 – 60
Laminasi tebal (batuan sedimen) 6 – 20
Laminasi sempit (batuan metamorf dan batuan beku)
6 – 20 Berlapis, memiliki belahan (cleavage),
struktur perlapisan seperti aliran/flow, metamorfik, dll.
6 – 20
Spasi sangat rapat sekali (ekstrem)
Perlapisan tipis (batuan sedimen) < 20
Sangat berfoliasi, memiliki belahan (cleavage) dan struktur perlapisan seperti aliran/flow, (batuan metamorf dan batuan beku)
< 6
Sumber: Irwandy Arif, 2016
Berikut contoh prosedur normal pengukuran kekar dapat dilihat pada gambar 2.11 di bawah ini.
Sumber: Irwandy Arif, 2016
Gambar 2.11 Prosedur Normal Untuk Garis Pengukuran Kekar
Adapun contoh pengukuran kekar menggunakan metode scanline dapat dilihat pada gambar 2.12 di bawah ini.
Sumber: Irwandy Arif, 2016
Gambar 2.12 Pengukuran Jarak Antar Kekar Menggunakan Metode Scanline Setelah melakukan pengukuran kekar pada lereng dengan metode scanline, selanjutnya menentukan kelas masa batuan dengan parameter dan tabel pembobotan batuan. Untuk menentukan klasifikasi parameter dan pembobotan batuan dapat dilihat pada tabel 2.2 di halaman 26.
Tabel 2.2
RMR - A Klasifikasi Parameter dan Pembobotan
Parameter Selang nilai
1 Kuat tekan
PLI (MPa)
>10 10-4 4-2 2-1 Untuk kuat tekan
rendah perlu UCS Batuan utuh UCS (MPa) >250 100-250 50-100 25-50 25-5 5-1 <1 Bobot 15 12 7 4 2 1 0 2 RQD (%) 90-100 75-90 50-75 25-50 <25 Bobot 20 17 13 8 3 3 Jarak kekar >2m 0.6-2m 0.2-0.6m 0.06-0.2m <0.06m Bobot 20 15 10 8 5
Parameter Selang nilai
4 Kondisi kekar Sangat kasar, tidak menerus, tidak ada pemisaha Agak kasar. Pemisahan <1 mm, dinding agak lapuk Agak kasar. Pemisah an <1 mm, dinding Slickensid ed/tebal gouge <5 mm atau pemisaha n 1-5 mm, Gouge lunak tebal >5 mm, atau pemisaha n 1-5 mm,
n, dinding batu tidak lapuk sangat lapuk menerus menerus Bobot 30 25 20 10 0 5 A ir t ana h Aliran/10 m panjang terowongan (lt/min) None <10 25-10 25-125 >125 Tekanan air kekar maks σ1 0 <0.1 0.1-0.2 0.2-0.5 >0.5 Kondisi umum
Kering Lembab Basah Menetes Mengalir
Bobot 15 10 7 4 0
Sumber: Made A.R dan Suseno K, 2011
Untuk menentukan nilai kondisi kekar dapat dilihat panduan seperti tabel 2.3 di halaman 27.
Tabel 2.3 Klasifikasi Bidang Kekar
Panduan untuk klasifikasi bidang kekar
Persistensi (ukuran kekar) <1m 1-3m 3-10m 10-20m >20m Bobot 6 4 2 1 0 Pemisahan bukaan (Aperture) None <0.1mm 0.1-1.0mm 1-5mm >5mm Bobot 6 5 4 1 0
Kekasaran Very rough Rough Slighlty
rough Smooth Sliken sided Bobot 6 5 3 1 0 Isian (gouge)
None Hard filling
<5mm Hard filling >5mm Soft filling <5mm Soft filling >5mm Bobot 6 4 2 2 1
Pelapukan Unweathered Slightly
weathered Moderately weathered Highly weathered Decomp osed Bobot 6 5 3 1 0
Setelah melakukan klasifikasi bidang kekar, selanjutnya dilanjutkan pembobotan orientasi kekar. Untuk melakukan pengukuran orientasi strike dan dip pada kekar dapat menggunakan Pocket Transit, yang didirikan pada tahun 1895 oleh David W Brunton, seorang ahli geologi dan insinyur pertambangan kelahiran kanada. pembobotan orientasi kekar dapat dilihat pada tabel 2.4 di bawah ini.
Tabel 2.4
RMR – B Peubah Bobot Orientasi Kekar
Jurus & kemiringan orientasi kekar Sangat menguntung kan
Menguntngkan Sedang Tidak
menguntungka n Sangat tidak Menguntun gkan B o b o t Terowongan 0 -2 -5 -10 -12 Fondasi 0 -2 -7 -15 -25 Lereng 0 -5 -25 -50 -60
Sumber: Made A.R dan Suseno K, 2011
Setelah dilakukan pembobotan orientasi kekar, selanjutnya menganalisis kelas massa batuan menurut bobot total batuan. Untuk menganalisis kelas massa batuan dengan bobot total batuan dapat dilihat pada tabel 2.5 di bawah ini.
Tabel 2.5
RMR – C Kelas Massa Batuan Menurut Bobot Total
Bobot 100-80 80-61 60-41 40-21 <20
No. Kelas I II III IV V
Description Batuan sangat baik
Batuan baik Batuan sedang Batuan buruk Batuan sangat Buruk Sumber: Made A.R dan Suseno K, 2011
Selanjutnya menganalisis kelas batuan untuk mendapatkan kohesi dan sudut geser dalam, hal ini ditunjukan pada tabel 2.6 di bawah ini.
Tabel 2.6
RMR – D Arti Kelas Massa Batuan
No. Kelas I II III IV V
Stand up time rata-rata 20 th. Untuk 10 m span 1 th. Untuk 10 m span 1 minggu untuk 5 m span 10 jam untuk 2.5 m span 30 min untuk 1 m span
Kohesi massa batuan >400 300-400 200-300 100-200 <100 Sudut gesek dalam >450 350-450 250-350 150-250 <150
Sumber: Made A.R dan Suseno K, 2011 2.1.5 Uji Sifat Fisik Batuan
Sifat fisik batuan yang ditentukan untuk kepentingan penelitian geoteknik antara lain bobot isi asli (natural density), bobot isi kering (dry density), bobot isi jenuh (saturated densuty), berat jenis semu (apparent specific grafity), berat jenis sejati (true specific grafity), kadar air asli (natural water content), kadar air jenuh (absorption), derajad kejenuhan, porositas (n), dan void ratio (e).
Uji sifat fisik berguna sebagai data pendukung dari batuan yang akan di uji. Apabila hasil dari uji sifat fisik batuan yang di uji menunjukkan ketidakseragaman, hal ini menjadi indikasi tidak meratanya kekuatan batuan, atau dengan kata lain batuan yang diuji sangat bervariasi (heterogen).
2.1.6 Faktor Keamanan Lereng
Faktor keamanan dapat dinyatakan dengan FK yang memberikan gambaran nilai suatu lereng, menurut bowles 1989 (Teguh Samudera Paramesywara, 2014) FK dikategorikan dalam 3 jenis seperti pada tabel 2.7 yaitu:
Tabel 2.7
Hubungan nilai faktor keamanan lereng dan intensitas longsor Nilai faktor keamanan Kejadian / intensitas longsor
FK < 1,07 Longsor terjadi sering
(lereng labil) 1,07 < FK < 1.25 Longsor pernah terjadi
(lereng kritis)
FK > 1,25 Longsor jarang terjadi
(lereng relatif stabil) Sumber: Paramesywara.T.S, 2014
1. Analisis Nilai Faktor Keamanan Menggunakan Bantuan Software Slide V.6.0
Pemograman ini dibutuhkan data-data mengenai sifat massa batuan secara umum yang terdiri dari berat jenis, berat jenis jenuh, takanan pori, dan koefisien getaran gempa. Selain itu, juga diperlukan data-data lainnya, tetapi bergantung pada kriteria kekuatan apa yang digunakan.
Dengan menggunakan kriteria kekuatan mohr-coulomb diperlukan data kohesi, sudut geser dalam dan bobot isi untuk mencari faktor keamanan lereng. Kemudian menggunakan Metode Spencer untuk mengetahui faktor keamanan dari lereng.
Adapun langkah untuk mengoperasikan software slide.v.6.0 sebagai berikut: a. Membuat nama file baru
Setelah aplikasi software slide.v.6.0 dibuka langkah pertama adalah membuat nama file baru, kemudian mengambil gambar dalam format dxf melalui langkah file- importimport dxf, stelah itu kita harus mengimpor eksternal boundry atau batas paling luar dari section yang dianalisis,
kemudian impor material boundry, material boundry adalah batas antara material tersebut. Dalam sebuah lereng bisa terdapat beberapa jenis material. Tampilan setelah external boundry dan material boundry diimpor dapat dilihat pada gambar 2.13 dan gambar 2.14
Gambar 2.14 geometri material boundry setelah di impor ke slide b. Identifikasi metode dan parameter perhitungan
Dalam analisis kestabilan lereng terdapat beragam metode dengan parameter yang berbeda, metode dan parameter perhitungan tersebut harus di identifikasi dengan tepat.
Langkah pertama untuk menentukan metode perhitungan adalah klik menu analysis-project setting seperti pada gambar 2.15.
Gambar 2.15 geometri material boundry setelah di impor ke slide
Setelah itu akan muncul top up menu seperti pada gambar 2.16 hingga gambar 2.18. project setting terdiri dari beberapa bagian yaitu general, methods, growndwater, statistic, dan random numbers. General adalah pengaturan umum tentang judul, satuan, arah longsor, dan beberapa data penunjang. Methods adalah pengaturan metode perhitungan yang digunakan.
Growndwater adalah pengaturan tentang pengaruh air di dalam kestabilan lereng. Dua kolom terakhir pada bagian kanan adalah statistic dan random numbers, menu ini tidak harus dipilih atau bisa dikosongkan.
Gambar 2.16 pengaturan umum dalam project setting
Gambar 2.18 pengaturan pengaruh air dalam stabilitas lereng c. Identifikasi material
Material pembentuk lereng yang akan di analisis harus dimasukan ke dalam data software slide.v.6.0, langkah untuk mengatur material adalah klik menu properties-define materials.
Gambar 2.19 langkah untuk membuka menu pengaturan material
Setelah itu akan muncul top up pengaturan material, setiap material diatur nama dan warnanya untuk memudahkan dalam penyajian, karakteristik pertama yang harusdimasukan adalah bobot isi/unit weight, Setelah itu pilih jenis analisis kekuatan, setiap jenis akan meminta parameter yang berbeda, misalnya jika digunakan mhor-coulomb maka parameter yangharus dilengkapi adalah kohesi dan sudut geser dalam, sedangkan water parameters berupa nilai RU hanya akan muncul jika dalam groundwater method digunakan RU coefficient.
Gambar 2.20 langkah untuk membuka menu pengaturan material
Langkah selanjutnya adalah menempatkan material pada gambar berdasarkan material boundry dengan karakteristik yang telah dibuat, tampilan lereng akan berubah sesuai materialnya seperti gambar 2.21
Gambar 2.21 setiap jenis material diwakili oleh warna yang berbeda
d. Pengaturan bidang gelincir
Kemungkinan bidang gelincir yang akan terjadi pada lereng yang di analisis dapat di pilih dengan klik menu surfaces-suface options kemudian akan muncul top up menu seperti pada gambar 2.22, pengaturan bidang gelincir disesuaikan dengan kemungkinan bidang longsor pada lereng yang akan di analisis. Pada failur 25 kemungkinan longsor adalah pada failed material yang tersusun oleh material lepas sehingga digunakan bidang gelincir berbentuk lingkaran.
Gambar 2.22 langkah untuk membuka pengaturan bidang gelincir
Setelah surface type dipilih circular selanjutnya adalah mengatur metode pencarian kemugnkinan bidang gelincir. Radians increment menunjukan jumlah interval antara radius terbesar dan terkecil pada setiap titik pusat gelincir. Sedangkan composite surface adalah bidang gelincir berbentuk busur lingkaran yang melewati lebih dari satu jenis materia, dan tension cract dipilih karena kemungkinan bidang gelincir pada failur25 hanya akan melewati failed material.
Selanjutnya klik auto gird seperti gambar 2.24 untuk membuat gird yang memuat kemungkinan pusat gelincir. Jika dipilih auto gird maka software slide.v.6.0 akan membuat sebuah kotak dengan kemungkinan bidang longsoran, metode ini adalah metode paling lengkap dan paling efektif. Sebenarnya metode lain yang konvensional yaitu dengan menggambar sendiri kemungkinan busur lingkarannya, jumlah kemungkinan pusat gelincir kotak tersebut bisa diatur dengan memilih gird spacing.
e. Running/kalkulasi
Langkah terakhir dalam software slide.v.6.0 adalah memulai perintah running, caranya adalah menekan toolbar seperti pada gambar 2.25, kemudian software slide.v.6.0 akan melakukan perhitungan seperti pada gambar 2.26, proses perhitungan tersebut memerlukan waktu beberapa menit (tergantung kecepatan kerja komputer).
Gambar 2.25 perintah untuk running
Top up menu slope stability computer akan otomatis tertutup setelah perhitungan mencapai 100%. Selanjutnya adalah melakukan interpretasi nilai FoS dengan software slide.v.6.0 interpret dengan perintah seperti pada gambar 2.27.
Gambar 2.27 perintah untuk membuka software slide.v.6.0 interpret f. Interpretasi nilai FoS
Ketika pertama kali dibuka dari file software slide.v.6.0 yang sedang dikerjakan maka software slide.v.6.0 interpret akan menunjukkan nilai FoS terkecil.
Gambar 2.28 tampilan software slide.v.6.0 interpret
Pada gambar terlihat di dalam kotak di atas lereng terdapat warna, setiap warna menunjukkan nilai skala FoS tertentu sesuai dengan petunjuk di bagian kiri, nilai FoS pada semua kemungkinan pusat gelincir yang terdapat pada skala warna tersebut dapat diketahui, dari gambar di atas juga terlihat pada failed material terdapat bentuk busur lingkaran, busur tersebut akan berubah jika dipilih pusat gelincir yang berbeda, nilai FoS pada semua kemungkinan lokasi pusat gelincir tersebut dapat disajikan dalam bentuk grafik seperti pada gambar 2.29 dan tabel dalam format microsoft exel.
Gambar 2.29 grafik nilai FoS berdasarkan kordinat pusat gelincir
Interpretasi hasil analisis kestabilan lereng lengkap dengan bidang gelincir berbentuk busur lingkaran seperti pada gambar 2.30, pusat gelincir disertai jari-jari dan nilai FoS, software slide.v.6.0 interpret juga dapat menunjukan diagram gaya yang bekerja sesuai dengan karakteristik material dan geometri yang dibuat, diagram tersebut dapat dilihat pada gambar 2.31, data gaya yang bekerja tersebut juga dapat di interpretasikan sebagai data numerik.
Gambar 2.30 interpretasi hasil analisis kestabilan lereng
Gambar 2.31 diagram gaya yang bekerja pada sebuah slide
2.2 Kerangka Konseptual
INPUT PROSES OUTPUT
Data terdiri dari:
1. Sampel batuan (sifat fisik batuan dan poit load index)
2. Data kekar (banyak kekar dan kondisi kekar)
3. Orientasi kekar (dip dan strike)
4. Peta geologi
5. Peta izin usaha pertambangan (IUP) 6. Peta kesampaian
daerah
Proses Pengolahan Data: 1. Meklasifikasikan massa batuan mengguanakan rock mass rating. 2. Menghitung nilai faktor keamanan dengan menggunakan software slide V 6.0 Output: 1. Kelas massa batuan dengan menggunakan metode Rock Mass Rating 2. Faktor keamanan dari kereng tambang dengan software slide.v.6.0.
Gambar 2.32 Kerangka Konseptual
Berdasarkan kerangka konseptual ini memberikan gambaran sistematika pikiran penelitian yang terstruktur untuk memperoleh hasil yang diinginkan dan dari bagan kerangka konseptual di atas maka dapat dijelaskan bahwa:
1. Input
Input bersumber dari data primer dan data skunder, data primer di ambil dari kegiatan lapangan yang bersumber dari pengamatan langsung dan observasi lapangan, adapun data primer pengambilan sampel langsung ke lapangan dan melakukan pengujian dengan alat di laboraturium. Sedangkan data skunder berasal dari literatur-literatur yang mendukung seperti peta geologi, peta wilayah izin usaha pertambangan, dan peta kesampaian daerah.
2. Proses
Proses yang di lakukan pada kegiatan ini adalah menganalisis dan memberikan informasi tentang kelas massa batuan dan mendapatkan nilai faktor keamanan terhadap objek penelitian. Data yang di proses berasal dari data-data input yaitu data primer dan data skunder.
3. Output
Output atau hasil penelitian ini adalah untuk mendapatkan klasifikasi massa batuan dan nilai faktor keamanan dari objek penelitian.
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Jenis Penelitian
Jenis penelitian yang dilakukan peneliti adalah penelitian terapan (applied research). Penelitian terapan adalah penelitian yang bertujuan untuk hati-hati, sistematik dan terus menerus terhadap suatu masalah dengan tujuan digunakan segera untuk keperluan tertentu.
Hasil penelitian yang dilakukan tidak perlu sebagai suatu penemuan baru, akan tetapi merupakan aplikasi yang baru dari penelitian telah ada.
3.2 Lokasi Penelitian
Secara administratif konsensi penambangan PT. NAL termasuk dalam wilayah penambangan, Kecamatan Talawi, Kota Sawahlunto, Sumatera Barat. Jarak antara daerah penambangan dengan kota Padang ± 90 km, dengan waktu tempuh ±4jam, peta kesampaian daerah dapat dilihat pada (lampiran 2).
3.3 Waktu Penelitian
Penelitian ini direncanakan akan dilaksanakan pada bulan September s.d oktober 2018. 3.4 Variabel Penelitian
Variabel penelitian ini merupakan suatu atribut dari sekelompok objek yang diteliti yang mempunyai variasi satu dengan yang lain dalam kelompok tersebut. Sesuai dengan permasalahan yang diteliti maka variabel penelitian meliputi Analisis kestabilan lereng menggunakan metode rock mass rating di PT. Nusa Alam lestari.
3.5 Data Dan Sumber Data 3.5.1 Data
Data yang dipakai dalam penelitian ini adalah: 1. Data Primer
Data primer merupakan data yang diperoleh secara langsung dari objek penelitian yang melalui pengamatan lereng tambang terbuka di lokasi penambangan:
a. Sampel batuan (sifat fisik batuan dan poit load index) b. Data kekar (banyak kekar dan kondisi kekar)
c. Orientasi kekar (dip dan strike) 2. Data Sekunder
Jenis data ini diperoleh dari profil perusahaan mengenai gambaran umum perusahaan, teknik yang digunakan yaitu dengan membaca atau studi pustaka diperusahaan meliputi:
a. Peta geologi.
b. Peta wilayah izin usaha penambangan IUP. c. Peta kesampaian daerah.
3.5.2 Sumber Data
Sumber data yang penulis dapatkan berupa data kuantitatif yang berasal dari pengukuran langsung dilapangan dan analisa di laboratorium. Data kuantitatif merupakan data informasi berupa simbol angka atau bilangan. Data ini didapatkan melalui pengukuran langsung di lapangan dan pengujian di laboratorium.
3.6 Teknik Pengumpulan Data
Dalam kegiatan pengumpulan data meliputi: 1. Sifat fisik batuan
Prosedur yang dilakukan untuk memperoleh data sifat fisik batuan adalah sebagai berikut:
a. Timbang massa batuan natural yang belum diberi perlakuan apapun (Wn).
b. Batua dijenuhkan dengan menggunakan desikator selama 24 jam lalu ditimbang (Ww).
c. Timbang massa batuan jenuh yang tergantung dalam air (Ws).
d. Contoh batuan jenuh dikeringkan di dalam oven selama 24 jam pada suhu 900 C.
e. Timbang massa batuan kering (Wo). f. Volume batuan tanpa pori-pori: Wo-Ws. g. Volume batuan total: Ww-Ws.
Pengukuran sepanjang garis bentangan (scanline), menghitung banyak kekar, jarak kekar, panjang kekar, kekasaran kekar, bukaan kekar (aperture), isian kekar dan pelapukan kekar. Prosedur yang dilakukan untuk mendapatkan pengukuran bidang kekar hanya mengukur panjang bidang kekar dengan meteran dan dicatat pada format data lapangan.
3. Pengukuran sudut lereng, stike dan dip disepanjang garis bentangan (scanline) menggunakan pocket transit.
Prosedur yang dilakukan untuk memperoleh data sudut lereng, Stike dan dip yaitu sebagai berikut:
a. Siapkan pokcet transit untuk pengukuran
b. Tempel pocket transit pada kekar searah jalur kekar c. Baca strike kekar pada pocket transit
d. Tempel pokcet transit pada kekar berlawanan jalur kekar e. Baca dip pada kekar
3.7 Teknik Pengolahan dan Analisa Data 3.7.1 Teknik Pengolahan Data
Pengolahan data bertujuan untuk mengetahui bagaimana cara dan proses untuk menyelesaikan permasalahan yang dihadapi sesuai dengan tujuan yang sudah ditetapkan. Pada pengolahan data ini ada beberapa hal yang akan dibahas yaitu:
1. Klasifikasi massa batuan
Adapun metode yang digunaka untuk menganasilis klasifikasikan masa batuan yaitu dengan metode Rock Mass Rating, berikut persamaan dan rumus untuk menganalisis massa batuan dengan metode rock mass rating:
a. Pengujian Point Load Indeks menggunakan persamaan Is(50)=(d/50)0.45(P/D2),
23 x Is, Perhitungan nilai Rock Quality Designation menggunakan persamaan RQD
= 100 (0,1 λ + 1) e-0,1λ.
b. Klasifikasi parameter pembobotan dengan menggunakan (Tabel 2.3 hal.29). c. Pembobotan orientasi kekar mengguanakan (Tabel 2.4 hal.31).
Sebelum melakukan pembobotan dilakukan pengimputan data strike dan dip dengan bantuan software stereonet untuk mendapatkan orientasi kekar.
d. Kelas massa batuan menurut bobot total menggunakan (Tabel 2.5 hal 31). 2. Sifat fisik batuan
Perhitungan penentuan sifat fisik batuan:
a. Bobot isi asli (natural density) = Wn / (Ww-Ws) b. bobot isi kering (dry density) = Wo / (Ww-Ws) c. bobot isi jenuh (saturated density) = Ww / (Ww-Ws) 3. Faktor Keamanan
Menggunakan bantuan pengimputan Software Slide V.6.0 dengan mengimputkan data koordinat lereng, litologi batuan, kohesi, sudut geser dalam dan bobot isi batuan. Menggunakan metode spencer untuk mengetahui nilai faktor keamanan lereng.
3.7.2 Analisa Data
Setelah melalui tahap dalam pengumpulan data dan pengolahan data maka dilakukan analisa data dengan mengevaluasi dari pengolahan data yang didapat. Pada analisa data bertujun untuk:
2. Mendapatkan faktor keamanan dengan software slide v.6.0 pada lereng lubang bukaan tambang.
3.7 Kerangka Metodologi
Survey Lapangan Studi Literatur
Identifikasi Masalah Mulai
Gambar 3.1 Bagan Alir Penelitian
BAB IV
PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA
Bab ini berisikan pengumpulan data yang diperlukan dalam penelitian analisis kestabilan lereng menggunakan metode Rock Mass Rating dan analisis faktor keamanan pada
Batasan Masalah
Rumusan Masalah
Pengumpulan Data
1. Sample batuan (sifat fisik batuan dan point load index)
2. Data kekar (banyak kekar dan kondisi kekar)
3. Orientasi kekar (dip dan strike) 4. Peta geologi
5. Peta izin usaha pertambangan (IUP) 6. Peta kesampaian daerah
Pengolahan Data
Analisis Data
Kesimpulan dan saran
lereng lubang bukaan tambang dengan bantuan software slide.v.6.0 di PT. Nusa Alam Lestari, kemudian dilanjutkan dengan pengolahan data.
4.1 Pengumpulan Data
Sebelum melakukan analisis kestabilan lereng, terlebih dahulu dilakukan pengumpulan data yang diperlukan dalam penelitian ini berupa data primer dan data sekunder yang bersumber dari pengamatan langsung di lapangan dan arsip perusahaan, adapun data-data tersebut berupa:
4.1.1 Data Primer 1. Data lapangan
Data yang dikumpulkan melalui pengukuran di lapangan berupa data kekar yang diukur pada scanline lereng sepanjang 25 meter dan data geometri lereng terdiri dari:
a. Jarak kekar
Data jarak kekar didapatkan dengan mengukur jarak antara kekar lereng pada lubang bukaan tambang.
Adapun hasil pengukuran data jarak kekar dilokasi penelitian dapat dilihat pada tabel 4.2 di halaman 52.
Tabel 4.1 Data Jarak Kekar
Jenis batuan Kekar Jarak (m)
Batu lanau 1 ke 2 1.12 2 ke 3 0.70 3 ke 4 1.62 4 ke 5 0.87 5 ke 6 1.21 6 ke 7 1.20
7 ke 8 2.80
8 ke9 0.52
9 ke 10 2.62
10 ke 11 3.49
11 ke 12 0.61
b. Stike dan dip.
Data strike dan dip didapatkan dengan menggunakan pocket transit, adapun data tersebut dapat dilihat pada tabel 4.2 di bawah ini.
Tabel 4.2 Data Strike dan dip
No Strike Dip 1 640 900 2 1050 880 3 1590 770 4 1320 760 5 1560 820 6 1430 820 7 2090 800 8 1660 770 9 760 640 10 1620 670 11 1560 670 12 1610 720 c. Kondisi kekar
Data kondisi kekar didapatkan dari analisa dilapangan, adapun data tersebut dapat dilihat pada tabel 4.3 di bawah ini.
Tabel 4.3 Kondisi Kekar
No Kekar Persistensi (ukuran kekar) Pemisahaan Bukaan (Aperture) Kekasaran Isian (Gouge) Pelapukan
1 1.30 m 23 mm Sedang Tidak ada Sedang
2 1.16 m 8 mm Sedang Tidak ada Sedang
3 1.26 m 21 mm Sedang Tidak ada Sedang
4 1.02 m 2 mm Sedang Tidak ada Sedang
5 1.20 m 1 mm Sedang Tidak ada Sedang
6 1.82 m 3 mm Sedang Tidak ada Sedang
7 1.56 m 82 mm Sedang Tidak ada Sedang
8 1.47 m 111 mm Sedang Tidak ada Sedang
9 1.86 m 74 mm Sedang Tidak ada Sedang
10 2.02 m 63 mm Sedang Tidak ada Sedang
11 1.42 m 46 mm Sedang Tidak ada Sedang
12 1.32 m 9 mm Sedang Tidak ada Sedang
d. Geometri lereng.
Data geometri lereng didapatkan dari pengukuran dilapangan, adapun data tersebut dapat dilihat pada tabel 4.4 di halaman 52.
Tabel 4.4 Geometri Lereng
Tinggi lereng 10 meter
Lebar lereng 15 meter
Panjang kemiringan lereng 27,123 meter
Sudut lereng 75.30
Dip lereng 76
Adapun kondisi lereng dilokasi penelitian dapat dilihat pada gambar 4.1 di bawah ini.
Gambar 4.1 Kondisi Lereng di sekitar lubang tambang 2. Data Laboratorium
Data yang didapatkan pada pengujian laboratorium adalah data uji kuat tekan batuan menggunakan alat pengujian Point Load Index (PLI) dan data uji sifat fisik batuan. Sampel yang digunakan berupa sampel batu lanau, sampel terdiri dari 3 sampel yang diambil di sekitar lereng tambang.
Masing-masing sampel dipotong dan dirapikan menggunakan grinda listrik, maka didapatkan sampel batuan yang tidak teratur (irregular).
Adapun contoh sampel yang telah dipotong dan dirapikan dapat dilihat pada gambar 4.2 di bawah ini.
Gambar 4.2 Sampel batuan yang telah dirapikan
Adapun sampel uji kuat tekan yang didapat dilaboratorium dapat dilihat pada tabel 4.5 di bawah ini.
Tabel 4.5
Data Sampel Batuan Uji Kuat Tekan
Sampel D Jarak antar konus (cm) D Diameter sampel (cm) P Pressure (kg/cm) 1 3.2 3.1 40 2 3.0 2.9 30 3 2.9 2.8 35
Berikut adalah gambar proses pengujian kuat tekan menggunakan alat uji PLI dapat dilihat pada gambar 4.3 di bawah ini.
Gambar 4.3 Pengujian Point Load Index (PLI)
Adapun data sampel batuan uji sifat fisik batuan dapat dilihat pada tabel 4.6 di bawah ini. Tabel 4.6
Data Sampel Batuan Uji Sifat Fisik
Sampel Wn (gr) Ww (gr) Ws (gr) Wo (gr) 1 124.3 124.5 86.6 124.0 2 96.3 96.4 41.5 95.9 3 109.1 109.2 52.9 108.7
Gambar 4.4 Pengujian Sifat Fisik Batuan 4.1.2 Data sekunder
Data sekunder merupakan data yang telah ada di perusahaan, bersumber dari arsip dan literatur yang menyangkut kajian penelitian berupa:
1. Peta geologi. (Lampiran 1)
2. Peta izin usaha pertambangan (IUP). (Lampiran 2) 3. Peta kesampaian daerah. (Lampiran 3)
4.2 Pengolahan Data
Setelah melakukan pengumpulan data yang dibutuhkan dalam penelitian, maka selanjutnya adalah pengolahan data, dalam pengolahan data ini bertujuan untuk mengetahui kelas massa batuan dan faktor keamanan lereng agar dapat diterapkan di PT. Nusa Alam Lestari.
1. Rock Mass Rating
a. Uji kuat tekan batuan Point Load Index (PLI)
Uji kuat tekan batuan dilakukan dengan menggunakan alat point load index, pengujian kuat tekan batuan dibutuhkan untuk menentukan kualitas dari massa batuan. Dalam pengujian ini disediakan 3 sampel batu lanau.
Dari data di atas dapat diketahui bahwa D adalah diameter sampel batuan, d adalah jarac k antar konus atas dan konus bawah pada alat PLI, dan P adalah pressure hasil yang diketahui oleh alat.
