A
A.. JJUUDDUULL AN
ANALALISISIS IS KEKESTSTABABILAILAN N LELERERENG NG PAPADA DA TATAMBMBANANG G BIBIJIH JIH NINIKEKEL L DIDI PT.
PT. INTERINTERNATIONATIONAL NAL NICKENICKEL L INDOINDONESIANESIA, , Tbk Tbk SOROSOROWAKO WAKO SULSULAWESAWESII SELATAN
SELATAN B.
B. LATLATARARBEBELAKLAKANG ANG MAMASALSALAHAH
Masalah kemantapan lereng pada batuan merupakan suatu hal yang menarik, Masalah kemantapan lereng pada batuan merupakan suatu hal yang menarik, karena sifat-sifat dan
karena sifat-sifat dan perilakuperilakunya yang nya yang berbeberbeda da dengadengan kestabilan lereng n kestabilan lereng pada tanah.pada tanah. Kes
Kestabtabilan ilan lerelereng ng padpada a batbatuan uan leblebih ih diteditentukntukan an oleoleh h adanadanya ya bidbidangang-bid-bidang ang lemlemahah yang disebut dengan bidang diskontinuitas, tidak demikian halnya dengan yang disebut dengan bidang diskontinuitas, tidak demikian halnya dengan lereng-lereng pada tanah.
lereng pada tanah. Ada
Adanya nya kegkegiatan iatan penpenambambangangan, an, sepeseperti rti penpenggggaliaalian n padpada a suatsuatu u lerelereng ng akaakann menyebabkan terjadinya perubahan besarnya gaya-gaya pada lereng tersebut yang menyebabkan terjadinya perubahan besarnya gaya-gaya pada lereng tersebut yang me
mengngakakibibatatkakan n tetergrgananggggununya ya kekeststababililan an lelerereng ng dadan n papada da akakhihirnrnya ya dadapapatt menyebabkan lereng tersebut longsor.
menyebabkan lereng tersebut longsor. Dala
Dalam m mermerancaancang ng suatsuatu u tamtambanbang g terbterbuka uka dildilakuakukan kan suatsuatu u anaanalisis lisis terhterhadapadap kestabilan lereng yang terjadi karena proses penimbunan maupun penggalian sehingga kestabilan lereng yang terjadi karena proses penimbunan maupun penggalian sehingga dapat memberikan kontribusi rancangan yang aman dan ekonomis.
dapat memberikan kontribusi rancangan yang aman dan ekonomis.
Stabilitas dari lereng individual biasanya menjadi masalah yang membutuhkan Stabilitas dari lereng individual biasanya menjadi masalah yang membutuhkan perhatia
perhatian n yang yang lebih lebih bagi bagi kelangkelangsungasungan n operasi operasi penampenambangabangan n setiap setiap harinyaharinya.. Lo
Longsngsornornya ya lerelereng ng padpada a suasuatu tu jenjenjangjang, , dimdimana ana terdterdapat apat jalajalan n angangkut kut utamutama a atauatau berde
berdekatan katan dengadengan n batas batas properproperti ti atau atau instalasi instalasi pentingpenting, , dapat dapat menyemenyebabkanbabkan bermac
bermacam ganam gangguagguan pada pn pada program rogram penambpenambangan.angan.
Walaupun longsoran yang terjadi relatif kecil, dengan tanda-tanda yang tidak Walaupun longsoran yang terjadi relatif kecil, dengan tanda-tanda yang tidak begitu
begitu kentarakentara, tetap saja , tetap saja dapat mdapat membahembahayakan ayakan jiwa dajiwa dan merun merusak peralsak peralatan yang atan yang adaada.. C
C.. TTUUJJUUAAN N PPEENNEELLIITTIIAANN Pe
Penenelitlitian yaian yang akng akan dian dilaklakukukan an ini adini adalaalah h memengnganaanalislisa desaa desain lerin lerenengg penam
penambangan bangan endapaendapan n bijih bijih nikel, nikel, dalam dalam upaya upaya mencegmencegah ah terjadinyterjadinya a kelongkelongsoran.soran. Untuk mempero
Untuk memperoleh leh rancangrancangan an optimoptimum um yang merupakayang merupakan n komprkompromi antara omi antara suatusuatu lereng yang cukup terjal secara ekonomi dan aman seperti lereng yang datar.
D. PERUMUSAN MASALAH
Sistem penambangan terbuka yang berjenjang biasanya akan menimbulkan masalah yaitu pada jenjangnya. Keruntuhan pada jenjang dapat disebabkan oleh tidak sesuainya parameter geometri lereng terhadap kekuatan batuan itu sendiri. Sehingga parameter-parameter dan faktor lain yang mempengaruhi kemantapan lereng perlu
diketahui dan disesuaikan dengan kekuatan batuan, sehingga rancangan geometris lereng penambangan dapat dibuat.
1. Mengetahui langkah-langkah penyelesaian masalah kestabilan lereng, mulai dari tahap pekerjaan persiapan,penelitian pendahuluan dan penyelidikan terincisampai penentuan faktor keamanan lereng sebagai tujuan akhir.
2. Dengan mengetahui urutan pekerjaan penelitian, didukung dengan teori dasar yang baik serta data pendukung yang memadai maka dapat dilakukan penyelidikan di lapangan maupun di laboratorium untuk mendapatkan sejumlah data utama yang merupakan data-data parameter geomekanika untuk perhitungan dan analisa kestabilan lereng.
3. Faktor keamanan/kemantapan lereng yang telah diperoleh dari perhitungan dibandingkan dengan faktor keamanan lereng standar, maka akan dapat diketahui apakah lereng tersebut aman atau tidak.
E. PENYELESAIAN MASALAH
Kestabilan dari suatu jenjang individual dikontrol oleh kondisi geologi daerah setempat, bentuk keseluruhan lereng pada daerah tersebut, kondisi air tanah setempat, dan juga oleh teknik penggalian yang digunakan dalam pembuatan lereng. Faktor pengontrol ini jelas sangat berbeda untuk situasi penambangan yang berbeda dan sangat penting untuk memberikan aturan yang umum untuk menentukan seberapa tinggi atau seberapa landai suatu lereng untuk memastikan lereng itu akan stabil.
Apabila kestabilan dari suatu jenjang dalam operasi penambangan meragukan, maka kestabilannya harus dinilai berdasarkan dari struktur geologi, kondisi air tanah dan faktor pengontrol lainnya yang terjadi pada suatu lereng. Kestabilan lereng pada batuan dipengaruhi oleh geometri lereng, struktur batuan, sifat fisik dan mekanik batuan serta gaya-gaya luar yang bekerja pada lereng tersebut.
Suatu cara yang umum untuk menyatakan kestabilan suatu lereng batuan adalah dengan faktor keamanan. Faktor ini merupakan perbandingan antara gaya penahan yang membuat lereng tetap stabil, dengan gaya penggerak yang menyebabkan
terjadinya longsor. Secara matematis faktor kestabilan lereng dinyatakan sebagai berikut :
F = R / F p
Dimana :
F = faktor kestabilan lereng
R = gaya penahan, berupa resultan gaya-gaya yang membuat lereng tetap stabil F p = gaya penggerak, berupa resultan gaya-gaya yang menyebabkan lereng longsor
Pada keadaan :
F > 1,0 = lereng dalam keadaan stabil
F = 1,0 = lereng dalam keadaan seimbang (akan longsor) F < 1,0 = lereng dalam keadaan tidak stabil.
1. Faktor-faktor yang mempengaruhi kestabilan lereng.
Umumnya stabil atau tidaknya suatu lereng tergantung dari beberapa faktor, antara lain :
a. Geometri lereng
Kemiringan dan tinggi suatu lereng sangat mempengaruhi kestabilannya. Semakin besar kemiringan dan ketinggian suatu lereng, maka kestabilan semakin berkurang.
b. Struktur batuan
Strukutur batuan yang sangat mempengaruhi kestabilan lereng adalah bidang- bidang sesar, perlapisan dan rekahan. Struktur batuan tersebut merupakan bidang-bidang lemah (diskontinuitas) dan sekaligus sebagai tempat
merembesnya air, sehingga batuan lebih mudah longsor. c. Sifat fisik dan mekanik batuan
Sifat fisik batuan yang mempengaruhi kestabilan lereng adalah : bobot isi (density), porositas dan kandungan air. Sedangkan sifat mekanik batuan antara lain kuat tekan, kuat tarik, kuat geser dan juga sudut geser dalam batuan.
1) Bobot isi batuan
Semakin besar bobot isi suatu batuan, maka gaya penggerak yang menyebabkan lereng longsor juga semakin besar. Dengan demikian kestabilan lereng semakin berkurang.
Batuan yang mempunyai porositas besar akan banyak menyerap air. Dengan demikian bobot isinya menjadi lebih besar, sehingga memperkecil kestabilan lereng. Adanya air dalam batuan juga akan menimbulkan tekanan air pori yang akan memperkecil kuat geser batuan. Batuan yang mempunyai kuat geser kecil akan lebih mudah longsor.
Kuat geser batuan dapat dinyatakan sebagai berikut : τ = C + (σ - µ) tan θ
dimana :
τ = kuat geser batuan (ton/m2)
C= kohesi (ton/m2)
σ = tegangan normal (ton/m2)
θ = sudut geser dalam (angle of internal friction) 3) Kandungan air dalam batuan
Semakin besar kandungan air dalam batuan, maka tekanan air pori menjadi semakin besar juga. Dengan demikian berarti bahwa kuat geser batuannya menjadi semakin kecil, sehingga kestabilannya berkurang.
4) Kuat tekan, kuat tarik dan kuat geser batuan
Kekuatan batuan biasanya dinyatakan dengan kuat tekan (confined and unconfined compressive strength), kuat tarik (tensile strength) dan kuat geser (shear strength). Batuan yang mempunyai kuat tekan, kuat tarik dan kuat geser besar akan lebih stabil (tidak mudah longsor).
5) Sudut geser dalam (angle of internal friction)
Semakin besar sudut geser dalam, maka kuat geser batuan juga akan semakin besar. Dengan demikian batuan (lereng) akan lebih stabil.
d. Gaya dari luar
Gaya-gaya dari luar yang dapat mempengaruhi (mengurangi) kestabilan suatu lereng adalah :
1) Getaran yang diakibatkan oleh gempa, peledakan dan pemakaian alat-alat mekanis yang berat didekat lereng.
2) Pemotongan dasar (toe) lereng.
3) Penebangan pohon-pohon pelindung lereng.
Berdasarkan proses longsornya, longsoran batuan dapat dibedakan menjadi empat macam, yaitu :
a. Longsoran Bidang
Longsoran bidang merupakan suatu longsoran batuan yang terjadi sepanjang bidang luncur yang dianggap rata. Bidang luncur tersebut dapat berupa sesar, rekahan (joint) maupun bidang perlapisan batuan. Syarat-syarat terjadinya longsoran bidang adalah :
1) Terdapatnya bidang luncur bebas (daylight), berarti kemiringan bidang luncur harus lebih kecil daripada kemiringan lereng.
2) Arah bidang luncur sejajar atau mendekati sejajar dengan arah lereng (maksimum berbeda 20o).
3) Kemiringan bidang luncur lebih besar daripada sudut geser dalam batuannya.
4) Terdapat bidang bebas (tidak terdapat gaya penahan) pada kedua sisi longsoran.
Faktor keamanan lereng dapat dihitung dengan persamaan : Gaya-gaya penahan
F = ---Gaya-gaya penggerak
C.A + (W cos Ψ p – U – V sin Ψ p) tan θ F =
---W sin Ψ p + V cos Ψ p Dimana :
F = faktor kemantapan lereng C = kohesi pada bidang luncur A = panjang bidang luncur (A)
Ψ p = sudut kemiringan bidang luncur (o)
θ = sudut geser dalam batuan (o)
W = berat massa batuan yang akan longsor (ton)
U = gaya angkat yang ditimbulkan oleh tekanan air disepanjang bidang luncur (ton)
V =gaya mendatar yang ditimbulkan oleh tekanan air pada regangan tarik (ton)
= (1/2) γ w. Zw2
γ w = bobot isi air (ton/m3)
Zw = tinggi kolom iar yang mengisi regangan tarik (m) Z = kedalaman regangan tarik (m)
H = tinggi lereng (m)
Jika terjadi getaran yang diakibatkan oleh adanya gempa, peledakan maupun aktifitas manusia laninnya, maka persamaan diatas menjadi :
C.A + W (cos Ψ p- α sin Ψ p ) – U – V sin Ψ p) tan θ F =
---W (sin Ψ p + V cos Ψ p) + V cos Ψ p Dimana :
α = percepatan getaran pada arah mendatar b. Longsoran baji
Longsoran baji dapat terjadi pada suatu batuan jika terdapat lebih dari satu bidang lemah yang bebas dan saling berpotongan. Sudut perpotongan antara bidang lemah tersebut harus lebih besar dari sudut geser dalam batuannya.
Bidang lemah ini dapat berupa bidang sesar, rekahan (joint) maupun bidang perlapisan. Cara longsoran suatu baji dapat melalui salah satu atau beberapa bidang lemahnya, ataupun melalui garis perpotongan kedua bidang lemahnya. Faktor keamanan lereng dapat dihitung dengan menggunakan persamaan sebagai berikut :
3
F = ---- (Ca.X +Cb.Y) + (A – (γ w/2γ ).X) tan θa + (B – (γ w/2γ ).Y) tan θ b γ . H
dimana :
Ca = kohesi bidang lemah I (ton/m3)
Cb = kohesi bidang lemah II (ton/m3)
θa = sudut geser dalam, bidang lemah I (o) θ b = sudut geser dalam, bidang lemah II (o)
γ w = bobot isi air (ton/m3)
Sin θ24
X = ---Sin θ45. Cos θ2na
Sin θ13
Y = ---Sin θ35. Cos θ1nb
Cos Ψa – cos Ψ b. cos θna.nb
A = ---Sin Ψ5. ---Sin2θna.nb
Cos Ψ b – cos Ψa. cos θna.nb
B = ---Sin Ψ5. ---Sin2θna.nb
Dimana Ψa dan Ψ b adalah kemiringan (dip) dari bidang-bidang I dan II serta Ψ5 adalah sudut penunjaman perpotongan bidang lemah I dan II.
Jika pada bidang I dan II tidak terdapat kohesi, serta kondisi lereng kering, maka persamaan diatas menjadi :
F = A tan θa + B tan θ b
Dimana A dan B adalah suatu faktor tanpa satuan yang besarnya tergantung pada jurus (strike) dan kemiringan (dip) kedua bidang lemahnya. Bidang
lemahyang mempunyai kemiringan lebih kecil selalu dinamakan bidang lemah I sedangkan bidang lemah yang satunya lagi dinamakan bidang lemah
c. Longsoran busur
Longsoran batuan yang terjadi sepanjang bidang luncur yang berupa busur disebut longsoran busur. Longsoran busur hanya terjadi pada tanah atau material yang bersifat seperti tanah. Antara partikel tanah tidak terikat satu sama lain. Dengan demikian, longsoran busur juga dapat terjadi pada batuan yang sangat lapuk serta banyak mengandung bidang lemah maupun tumpukan (timbunan) batuan hancur.
Longsoran guling akan terjadi pada suatu lereng batuan yang acak kemiringannya berlawanan dengan kemiringan bidang-bidang lemahnya. Keadaan tersebut dapat digambarkan dengan balok-balok yang diletakkan diatas sebuah bidang miring. Berdasarkan bentuk dan proses menggulingnya, maka longsoran guling dibedakan menjadi tiga, yaitu :
1) Longsoran guling setelah mengalami benturan (flexural toppling). 2) Longsoran guling yang berupa blok (balok-balok).
3) Gambaran kedua longsoran diatas (block-flexural).
F. METODOLOGI PENELITIAN
Di dalam melaksanakan analisis kestabilan lereng pada penambangan bijih nikel di PT. International Nickel Indonesia, Tbk ini penulis menggabungkan antara teori dengan data-data yang ada di lapangan, sehingga dari keduanya didapat pendekatan penyelesaian masalah.
Adapun urutan-urutan pekerjaan penelitian adalah : 1. Studi literatur
Studi leteratur ini dilakukan dengan mencari bahan-bahan pustaka yang menunjang, yang diperoleh dari :
- Instansi yang terkait dalam permasalahan
- Perpustakaan
2. Penelitian di lapangan
Penelitian di lapangan ini akan dilakukan dalam beberapa tahap, yaitu :
- Observasi lapangan, dengan melakukan pengamatan secara langsung terhadap proses yang terjadi dan mencari informasi pendukung yang terkait dengan permasalahanyang akan dibahas.
- Menentukan lokasi pengamatan dan mengambil data-data yang diperlukan untuk penyelesaian masalah.
- Mencocokan dengan perumusan masalah, yang bertujuan agar penelitian yang dilakukan tidak meluas serta yang diambil dapat digunakan secara efektif. 3. Pengambilan Data
Pengambilan data dilakukan dengan cara : - Melakukan pengukura-pengukuran
- Meneliti proses produksi yang sedang berlangsung
- Mencatat kejadian yang terjadi, melakukan pemotretan dan wawancara seperlunya.
Waktu
K egiatan
1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4
1 Studi Pustaka
2 Pengamatan
3 Pe ngambilan Data
4 Pengolahan Data
5 Pembuatan Draft
Desember
N ovember
N o
Oktober
4. Akuisi DataAkuisi data ini bertujuan untuk :
- Mengumpulkan dan mengelompokkan data untuk memudahkan analisa nantinya.
- Mengolah nilai karakteristik data-data yang mewakili obyek pengamatan. - Mengetahui keakuratan data, sehingga kerja menjadi efisien.
5. Pengolahan Data
Pengolahan data dilakukan dengan melakukan beberapa perhitungan dan penggambaran. Selanjutnya disajikan dalam bentuk tabel-tabel, grafik-grafik atau
rangkaian perhitungan dalam penyelesaian suatu p roses tertentu. 6. Analisa Hasil Pengelompokan Data
Analisa hasil pengolahan data dilakukan dengan tujuan memperoleh kesimpulan sementara dan selanjutnya diolah dalam bagian pembahasan.
7. Kesimpulan
Kesimpulan diperoleh setelah dilakukan koreksi antara hasil pengolahan data yang telah dilakukan dengan permasalahan yang diteliti. Kesimpulan ini merupakan suatu hasil akhir dari semua aspek dari semua ya ng telah dibahas.
H. Daftar Pustaka
1. Hoek, E. and Bray, J.W., “Rock Slope Engineering”’ 3rd Ed., The Institution Of
Mining and Metallurgy London, !981.
2. Made Astawa Rai, Dr. Ir .”Analisa Kemantapan Lereng : Proyeksi Stereografis dan Metode Grafis”, Kursus Geoteknik dan Perencanaan Tambang Terbuka, 1993. 3. Made Astawa Rai, Dr. Ir. dan Anung Dri Prasetya, Ir “ Kemantapan Lereng Batuan”,
Kursus Pengawas Tambang, 1993.
4. Gian Paolo Giani, “Rock Slope Stability Analysis”, A.A Balkema, Rotterdam, Brookfield, 1992.
ANALISIS KESTABILAN LERENG PADA TAMBANG BIJIH NIKEL DI PT. INTERNATIONAL NICKEL INDONESIA, Tbk
SOROWAKO SULAWESI SELATAN
PROPOSAL TUGAS AKHIR
Disusun sebagai salah satu syarat dalam melaksanakan Tugas Akhir Pada Jurusan Teknik Pertambangan
Oleh : UMMI WAHYUNI 03033120004 UNIVERSITAS SRIWIJAYA FAKULTAS TEKNIK 2007
IDENTITAS DAN PENGESAHAN USULAN PENELITIAN TUGAS AKHIR MAHASISWA
1. Judul : ANALISIS KESTABILAN LERENG PADA TAMBANG BIJIH NIKEL
DI PT. INTERNATIONAL NICKEL INDONESIA, Tbk SOROWAKO SULAWESI SELATAN
2. Pengusul
a. Nama : Ummi Wahyuni
b. Nim : 03033120004
c. Jenis Kelamin : Perempuan d. Semester : IX (Sembilan) e. Fakultas : Teknik
f. Jurusan : Teknik Pertambangan
3. Lokasi Penelitian : PT. INTERNATIONAL NICKEL INDONESIA, Tbk Indralaya, September 2006 Pengusul,
Ummi Wahyuni Nim : 03033120004
Pembimbing Proposal,
Ir. Effendi Kadir, MT NIP : 131 595 555
Menyetujui: Menyetujui,
Ketua Jurusan Teknik Pertambangan an. Pimpinan Perusahaan,
Ir. Abu Amat HSK, MSc, IE……… NIP : 130 779 470
