Analisis Geometri Peledakan Untuk Mendapatkan Hasil Fragmentasi dan Digging Time Optimal di Pit North
Tutupan PT. SIS site Adaro (PT. Adaro Indonesia)
Skripsi
Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Pertambangan (S.T)
Oleh
Ahmad Erlangga Adji 11160980000047
PROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGAN FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UIN SYARIF HIDAYATULLAH JAKARTA
2019M / 1440H
i
ii
iii
iv
KATA PENGANTAR
Segala puji bagi Allah SWT, serta selawat dan salam tercurahkan kepada Rasulullah Muhammad SAW, berikut keluarga, sahabat, serta umatnya. Sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini pada waktu yang sesuai dengan judul “Analisis Geometri Peledakan Untuk Mendapatkan Hasil Fragmentasi dan Digging Time Optimal di Pit North Tutupan PT. SIS Site Adaro (PT.Adaro Indonesia)”.
Penulis menghaturkan terimakasih yang dalam kepada semua pihak yang telah membantu dan mendukung dalam halnya pembuatan skripsi ini. Penghargaan yang sebesar-besarnya pada Ayahanda Hasyim Asy’ari, Ibu Hamnah, dan Ibu Dewi Sukarti, serta adik Riya Aulia. Semoga Allah selalu memberikan nikmat sehat dan berkahnya kepada kita semua.
Penghargaan dan terimkasih penulis berikan kepada Bapak A.Silvan Erusani, S.T, M.Sc selaku Pembimbing I dan Bapak Ir. Bambang Soegeng, M.T selaku Pembimbing II yang telah banyak membantu dalam penulisan skripsi ini. Serta ucapan terimakasih lainnya kepada :
1. Bapak Dr. Agus Salim selaku Dekan Fakultas Sains dan Teknologi UIN Syarif Hidayatullah Jakarta.
2. Bapak Dr. Ambran Hartono selaku kepala Program studi Teknik Pertambangan UIN Syarif Hidayatullah Jakarta dan Para Dosen Prodi Teknik Pertambangan.
3. Bapak Rykinta selaku Section Head Drill and Blast PT. Adaro Indonesia, dan juga sebagai pembimbing lapangan penulis, Bapak Achmad Jul Safri DB AI, Bapak Khafrawi DB AI, Bapak Reby, Bapak Fajrin, Bapak Irsyad, Bapak Dany, Bapak Amrullah, Bapak Rusni dan seluruh anggota DB AI yang tidak dapat disebut satu-persatu.
4. Bapak Taufik selaku Section Head Drill and Blast PT. SIS, Bapak Reka dan Bapak Aldo DB Engineer SIS, Bapak Yopi Sandy, Bapak Sudung, Bapak
v
Tigor, Bapak Ridwan, Bapak Kartono, Bapak Mukhlas, Bapak Beben dan Bapak Rudi juga semua crew dan anggota DB SIS yang tidak dapat disebut satu-persatu.
5. Teman-teman dan para sahabat seperjuangan Teknik Pertambangan UIN Jakarta yang penulis banggakan, yang tidak dapat disebut satu-persatu.
6. Teman-teman, Senior-senior tambang dan para sahabat seperjuangan saat pengambilan data skripsi ini dibuat.
Akhir kata penulis menyadari halnya bahwa dalam penulisan skripsi ini masih jauh dari kata sempurna. Oleh karena itu, kritik dan saran yang sifatnya membangun sangat penulis butuhkan demi kesempurnaannya dan semoga bermanfaat bagi semua.
Amin.
Jakarta, 26 Februari 2019 Penulis,
Ahmad Erlangga Adji NIM : 11160980000047
vi
ABSTRAK
Penerapan metode baru dan perhitungan terbaru diharapkan dapat meningkatkan tingkat efisiensi kegiatan dan menjadikan lebih efektif dari sebelumnya.
Perhatian pada keadaan dan kondisi lingkungan sekitar juga perlu dilakukan agar keberlangsungan tambang tersebut sejalan dengan kelestarian lingkungan yang ada.
Kegiatan peledakan merupakan proses yang cukup penting dilakukan untuk menunjang ketercapaian produksi pada sebuah tambang. Terutama dalam kegiatan drilling and blasting. Pemboran yang baik tentunya akan menghasilkan material hasil peledakan yang baik pula. Penerapan geometri peledakan harus dilakukan berdasarkan karakteristik batuan pada setiap lokasi peledakan, Pada kasus ini kaitannya dengan burden dan spasi yang ada pada geometri peledakan. Seberapa besar powder factor dan pengaruhnya terhadap fragmentasinya dan juga tentunya pada waktu penggalian (digging time) alat gali muat yang akan bekerja pada lokasi tersebut.
Pengaruh dari perubahan geometri peledakan ini juga tentunya akan menghasilkan digging time yang sesuai dengan hasil fragmentasinya. Seperti yang diketahui target digging time dari PT. SIS yaitu sebesar 12 detik pada semua kelas alat gali muatnya. Maka, diharapkan perolehan angka digging time tercapai atau tidak melebihi dari angka tersebut. Dengan demikian proses kegiatan produksi pun akan terpengaruh.
Kata Kunci : Geometri, Fragmentasi, dan Digging Time
AHMAD ERLNAGGA ADJI. ANALISIS GEOMETRI PELEDAKAN UNTUK MENDAPATKAN HASIL FRAGMENTASI DAN DIGGING TIME OPTIMAL DI PIT NORTH TUTUPAN PT. SIS SITE ADARO (PT. ADARO INDONESIA).
Dibimbing oleh A.SILVAN ERUSANI, S.T, M.Sc dan Ir. M. BAMBANG SOEGENG, M.T.
vii
ABSTRACT
New method and calculation hope will affect to efficiency level and effectiveness than before. And attention for environment is really nessecary do to peristance of mine that follow environment sustainability.
Blasting activity is really important thing to support production achievement in mine. Especially on drilling and blasting production. Good drilling also will result good of fragmentation. Geometry applications has to do based on rock characteristics in every blasting location. In this case, correlation between burden and spacing in blasting geometry, how powder factor impact to fragmentation and also digging time excavator.
The impact of change geometry blasting will result the appropriate digging time from fragmentation. PT. SIS digging time target is 12 seconds for all different classes of excavators. Hence, it is expected that the acquisition of digging time is reached.
Thus, the production process will be affected.
Keywords : Geometry, Fragmentation, and Digging Time
AHMAD ERLNAGGA ADJI. ANALYSIS OF BLASTING GEOMETRY TO GET OPTIMAL FRAGMENTATION AND DIGGING TIMES RESULTS IN PIT NORTH TUTUPAN PT. SIS SITE ADARO (PT. ADARO INDONESIA). By guidance A.SILVAN ERUSANI, S.T, M.Sc and Ir. M. BAMBANG SOEGENG, M.T.
viii DAFTAR ISI
Halaman
BAB I ... 1
PENDAHULUAN ... 1
1.1. Latar Belakang ... 1
1.2. Rumusan Masalah ... 3
1.3. Maksud dan Tujuan ... 3
1.4. Manfaat Penelitian ... 4
1.5. Batasan Masalah ... 5
BAB II ... 6
TINJAUAN PUSTAKA ... 6
2.1. Teknik Pemboran ... 6
2.2. Teknik Peledakan ... 8
2.2.1. Peralatan Peledakan ... 8
2.2.2. Peralatan Pendukung Peledakan ... 9
2.2.3. Perlengkapan Peledakan ... 10
2.3. Geometri Peledakan ... 12
2.4. Sifat Fisik Batuan ... 17
2.5. Fragmentasi ... 18
2.6. Mekanisme Peledakan ... 20
2.7. Sifat Bahan Peledak ... 22
2.8. Pengisian Bahan Peledak ... 24
2.9. Digging Time ... 26
BAB III ... 28
METODE PENELITIAN ... 28
3.1. Lokasi dan Waktu Penelitian ... 28
3.2. Metode dan Data Penelitian... 30
3.3. Teknik Pengambilan Data ... 30
3.3.1. Pengamatan Batuan... 30
3.3.2. Pengamatan dan Pengukuran Geometri Aktual ... 31
ix
3.3.3. Pengamatan Fragmentasi Batuan Hasil Peledakan ... 31
3.3.4. Pengamatan Digging Time ... 32
3.4. Teknik Analisis Data ... 33
3.4.1. Analisis data fragmentasi ... 33
3.4.2. Analisis Data Digging Time ... 38
3.5. Tahapan Penelitian ... 38
3.5.1. Studi Literatur ... 39
3.5.2. Observasi Lapangan ... 39
3.5.3. Pengambilan Data ... 39
3.5.4. Pengolahan Data ... 39
3.5.5. Analisa Hasil Pengolahan Data... 39
3.5.6. Rekomendasi ... 40
3.5.7. Kesimpulan dan Saran ... 40
BAB IV ... 42
HASIL DAN PEMBAHASAN ... 42
4.1. Hasil Penelitian ... 42
4.1.1. Geometri Peledakan ... 42
4.1.2. Karakteristik Batuan ... 44
4.1.3. Fragmentasi ... 44
4.1.4. Digging Time ... 48
4.2. Pembahasan ... 49
4.2.1. Aktivitas Pemboran dan Peledakan di PT. Adaro Indonesia ... 49
4.2.3. Geometri Peledakan Jenjang ... 49
4.2.4. Karakteristik Batuan Lokasi ... 51
4.2.5. Analisa Fragmentasi ... 51
4.2.6. Analisa Digging Time ... 59
4.2.7. Analisa Korelasi Fragmentasi dengan Digging Time ... 62
BAB V ... 66
KESIMPULAN DAN SARAN ... 66
5.1. Kesimpulan ... 66
x
5.2. Saran ... 67 DAFTAR PUSTAKA ... 68
xi
DAFTAR TABEL
Tabel 3. 1 Waktu Penelitian ... 29
Tabel 4.1 Geometri Aktual Lokasi (Awal) ... 43
Tabel 4.2 Geometri Aktual Lokasi (Trial) ... 43
Tabel 4.3 Nilai Karakteristik Batuan ... 44
Tabel 4.4 Fragmentasi Kuzram Lokasi 1 ... 44
Tabel 4.5 Fragmentasi Kuzram Lokasi 2 ... 45
Tabel 4.6 Fragmentasi Kuzram Lokasi 3 ... 45
Tabel 4.7 Fragmentasi Kuzram Lokasi 4 ... 45
Tabel 4.8 Hasil Fragmentasi ... 47
Tabel 4.9 Digging Time... 48
Tabel 4.10 Blastability Indeks Lokasi ... 53
Tabel 4.11 Fragmentasi Kuzram ... 54
Tabel 4.12 Persentase Fragmentasi Kuzram ... 55
Tabel 4.13 Koreksi Regresi Linear ... 57
Tabel 4.14 Konstanta Koreksi ... 57
Tabel 4.15 Digging Time... 60
Tabel 4.16 Produktivitas Lokasi ... 61
Tabel 4.17 Korelasi Fragmentasi dan Digging Time ... 62
xii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Pola Pemboran... 6
Gambar 2.2 Rotary Blasthole Drilling ... 7
Gambar 2.3 MMU Truck ... 10
Gambar 2.4 Geometri Peledakan ... 17
Gambar 2.5 Blastabilty Indeks ... 18
Gambar 2.6 Proses Pecah Batuan... 20
Gambar 2.7 Loading Front ... 26
Gambar 3.1 Wilayah Operasional PT. Adaro Indonesia ... 28
Gambar 3.2 PT. Adaro Indonesia Regional Geologic Map ... 29
Gambar 3.3 Kamera Digital ... 30
Gambar 3.4 Pengukuran Geometri Peledakan ... 31
Gambar 3.5 Pengambilan Foto Fragmentasi Aktual ... 33
Gambar 3.6 Scale Image Split Desktop ... 34
Gambar 3.7 Find Particles Split Desktop ... 35
Gambar 3.8 Compute Sizes Split Desktop ... 36
Gambar 3.9 Graphs and Outputs Split Desktop ... 37
Gambar 3.10 Grafik Hasil Distribusi Ukuran ... 38
Gambar 3.11 Diagram Alir Penelitian ... 41
Gambar 4.1 Cumulative Percent Passing Data Split Desktop ... 46
Gambar 4.2 Output Hasil Split Desktop ... 56
Gambar 4.3 Loading Front (Digging Time) ... 60
Gambar 4.4 Grafik Korelasi Digging Time Sebagai Fungsi daari Fragmentasi Rata- rata dan Indeks Keseragaman... 62
Gambar 4.5 Grafik Korelasi Digging Time Sebagai Fungsi dari Powder Factor dan Indeks Keseragaman ... 63
Gambar 4. 6 Grafik Korelasi Powder Factor dan Fragementasi Rata-rata ... 64
Gambar 4.7 Grafik Korelasi Digging time dan Indeks Keseragaman ... 65
xiii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran A Data Karakteristik Batuan... 70
Lampiran B Data Bahan Peledak ... 75
Lampiran C Data Digging Time dan Produktifitas ... 79
Lampiran D Drill Design and Blast Design ... 87
1 BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Seiring berjalannya waktu kegiatan pertambangan membutuhkan metode dan cara yang lebih efisien dari sebelumnya. Dengan penerapan-penerapan metode dan perhitungan terbaru diharapkan dapat meningkatkan tingkat efisiensi kegiatan dan menjadikannya lebih efektif dari sebelumnya. Dalam prosesnya kegiatan pertambangan yang baik perlu memperhatikan kaidah-kaidah lingkungan yang ada.
Dengan memperhatikan lingkungan sekitar tambang dan dampaknya yang akan terjadi. Seperti yang tercantum pada Q.S. Al-A’raf : 56,
(Q.S. Al-A’raf : 56)
“Dan janganlah kalian membuat kerusakan di atas muka bumi setelah Allah memperbaikinya dan berdoalah kepada-Nya dengan rasa takut tidak terima dan harapan (akan dikabulkan). Sesungguhnya rahmat Allah amat dekat kepada orang- orang yang berbuat baik”. Efisiensi dalam pertambangan tentunya akan berdampak baik juga pada lingkungan. Seperti adanya pengurangan energi yang digunakan dalam kegiatan proses penambangan, yang tentunya membuat ramah lingkungan sekitar.
Salah satu perusahaan tambang terbesar di Indonesia PT. Adaro Indonesia yang berfokus pada bisnis pertambangan batubara memiliki wilayah PKP2B seluas 35.800,80 Ha. Lokasi penambangan PT. Adaro Indonesia berada di Provinsi Kalimantan Selatan, Kabupaten Tabalong dan Kabupaten Balangan. Hingga kini PT. Adaro Indonesia memiliki 3 Pit yaitu Pit Wara, Pit Paringin dan Pit Tutupan dimana Pit Tutupan dibagi menjadi 2 bagian yaitu Pit Tutupan 1 dan Pit Tutupan 2. Dalam kegiatan penambangannya diperlukan proses peledakan yang dilakukan untuk memecahkan batuan dan mempermudah proses penambangan.
2 Produksi overburden dan batubara di PT. Adaro Indonesia merupakan proses yang utama dari kegiatan penambangan. Dibutuhkan kegiatan peledakan untuk menunjang proses produksi tersebut. Dalam proses peledakan batuan yang diledakan yaitu batuan overburden seperti sandstone dan mudstone. Lapisan batubara yang cukup keras pada area tertentu juga akan dilakukan peledakan untuk mempermudah proses penambangannya. Angka produktivitas salah satunya dipengaruhi oleh material hasil peledakan. Waktu penggalian alat akan mempengaruhi produktivitas alat dan berdampak pada hasil produksi perolehan overburden pada tambang batubara. Pada pit North Tutupan diketahui beberapa masalah pada digging time alat gali muat yang bekerja. Pada beberapa lokasi digging time alat gali muat yang bekerja tidak mencapai target waktu yang ditentukan oleh PT. SIS, namun beberapa lokasi lainnya digging time yang ada telah masuk kedalam target waktu. Oleh karena itu diperlukannya penelitian lebih lanjut dalam kaitannya tentang material peledakan dan pengaruhnya pada angka digging time yang ada.
Penggunaan pattern peledakan pada Pit North Tutupan PT. Adaro Indonesia masih seragam walaupun lokasi peledakan yang ada berbeda-beda, rencana penerapan pattern peledakan yang sesuai dengan lokasi dan karakteristik batuannya perlu dilakukan agar menghasilkan fragmentasi yang optimal dan juga target digging time sebagai hasil akhir dari peledakan yang tercapai. Selain itu penggunaan pattern peledakan yang sesuai juga akan meningkatkan efisiensi dan keefektifitasan dari proses kegiatan peledakan tersebut.
Terdapat beberapa penelitian sebelumnya tentang geometri peledakan. Yaitu penelitian tentang perubahan geometri peledakan pada pit North Tutupan dengan menghasilkan rekomendasi perubahan pattern burden dan spasi. Penelitian lain juga terdapat di Pit Inul site KPC (Kaltim Prima Coal) Kalimantan Timur, dengan rekomendasi perubahan pattern burden dan spasi, dan ditambah juga dengan perubahan delay (timing) yang digunakan.
Penelitian ini menghasilkan rekomendasi perubahan pattern burden dan spasi.
Analisis juga dilakukan pada karakteristik batuan dan digging time yang dihasilkan
3 pada tiap lokasi penelitian. Fokus penelitian terdapat pada digging time dikarenakan, angka digging time tentunya terpengaruh dari hasil material batuan yang diledakkan, dan besar kecilnya angka digging time akan berpengaruh juga pada produktivitas alat dan ketercapaian angka produksi.
1.2. Rumusan Masalah
Beberapa masalah yang akan dikaji dalam penelitian ini, adalah :
1. Berapa besaran burden dan spasi berdasarkan analisa fragmentasi peledakan dan rekomendasi burden spasi yang optimal?
2. Apakah fragmentasi yang dihasilkan sudah optimal untuk mencapai target digging time?
1.3. Maksud dan Tujuan
Maksud dari penelitian ini adalah untuk memenuhi syarat kurikulum akademis yang ada pada Jurusan Teknik Pertambangan Fakultas Sains dan Teknologi UIN Syarif Hidayatullah Jakarta untuk mendapatkan gelar sarjana Strata-1 (S1). Setiap mahasiswa diwajibkan melakukan tugas akhir dengan topik sesuai dengan ilmu geologi yang didapat pada saat perkuliahan dan juga menerapkan ilmu yang telah didapat pada bangku perkuliahan kedalam praktek yang sebenarnya di lapangan dan membandingkan dengan studi yang dilakukan oleh perusahaan, dan diharapkan terdapat keseimbangan antara teori yang didapat dengan pengalaman kerja yang didapat dari perusahaan.
Tujuan dari penelitian ini adalah :
1. Untuk mengetahui burden dan spasi dari geometri peledakan yang optimal dengan analisa fragmentasi, berdasarkan karakteristik batuan.
2. Untuk mengetahui hasil fragmentasi yang baik agar mencapai digging time dari alat muat yang optimal.
4 1.4. Manfaat Penelitian
Dari penelitian tugas akhir ini diharapkan dapat memberikan manfaat bagi keilmuan, universitas, perusahaan dan bagi penulis sendiri. Manfaat penelitian dimaksud adalah:
1. Bagi Keilmuan
- Menambah referensi sebagai kajian peledakan dan pembongkaran.
- Mendapatkan gambaran mengenai keterkaitan teori dengan kondisi aktual di lapangan.
2. Bagi Universitas
- Menjalin kerjasama antara universitas dengan perusahaan.
- Sebagai upaya media promosi calon lulusan sarjana dengan penelitian yang dilakukan diperusahaan.
3. Bagi Perusahaan
- Mendapatkan informasi mengenai pemetaan karakteristik batuannya dan nilai geometri peledakan yang sesuai agar hasil fragmentasi batuan baik untuk tercapainya angka digging time yang optimal.
4. Bagi Penulis
- Dapat menyelesaikan tugas akhir untuk mendapatkan gelar Sarjana Teknik Pertambangan.
- Mengaplikasikan ilmu yang didapat selama kuliah ke dalam dunia kerja, khususnya dalam bidang peledakan dan pembongkaran pada kegiataan pertambangan.
- Meningkatkan pengetahuan dan kemampuan dalam melakukan studi peledakan.
5 1.5. Batasan Masalah
Batasan masalah yang ada pada penelitian ini adalah :
1. Penelitian dilakukan di Pit North Tutupan PT. Adaro Indonesia area operasi PT.
SIS.
2. Geometri yang menjadi fokus penelitian adalah burden dan spasi. Parameter geometri lainnya tidak dilakukukan perubahan seperti subdrill dan stemming karena merupakan bagian dari perencanaan pihak engineering PT. SIS.
3. Analisa pola peledakan tidak dilakukan.
4. Bahan peledak yang digunakan adalah emulsi dengan komposisi 70% gel 30%
ANFO.
5. Perhitungan fragmentasi aktual menggunakan software Split Desktop dengan metode fotografi.
6. Pengambilan data waktu (cycle time) alat gali muat hanya dilakukan pada digging time.
7. Karakteristik batuan yang digunakan merupakan karakteristik batuan rata-rata dari tiap interburden.
8. Analisa biaya tidak dilakukan.
6 BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Teknik Pemboran
Pemboran merupakan kegiatan yang penting dilakukan, dengan tujuan pembuatan lubang untuk diisi bahan peledak pada proses kegiatan drilling and blasting. (W.A. Hustrulid, 2013).
Kegiatan sebelum dilakukannya peledakan adalah dengan melakukan pemboran untuk lubang tembak terlebih dahulu. Lubang tembak adalah lubang yang dibuat untuk diisi bahan peledak dan selanjutnya diledakkan dalam kegiatan peledakan. Pembuatan lubang tembak dilakukan pada lapisan tanah atau batuan yang akan diledakan dengan dilakukannya pemboran.
Sumber : W.A. Hustrulid
Gambar 2.1 Pola Pemboran
Dalam pemilihan alat bor untuk tambang terbuka yang memakai metode peledakan jenjang faktor ukuran dan kedalaman lubang ledak, jenis batuan, dan kondisi lingkungan serta harus selalu diperhatikan.Terdapat tiga pola pemboran yang ada pada tambang terbuka, yaitu :
- Pola bujur sangkar (square pattern), yaitu jarak burden dan spasi sama.
- Pola persegi panjang (rectangular system), yaitu jarak spasi dalam satu baris lebih besar dibanding burden.
7 - Pola zig-zag (staggered pattern), yaitu antara lubang bor dibuat zigzag yang berasal dari pola bujur sangkar maupun persegi Panjang. Pemboran pada tambang batubara khususnya pada overburden biasanya menggunakan pola staggered pattern. Penyebaran atau distribusi energi akan lebih maksimal dan merata jika menggunakan staggered pattern tersebut.
Sumber : B.V Gokhale
Gambar 2.2 Rotary Blasthole Drilling
Proses pemboran dilakukan menggunakan rotary drill, gerakan rotary pada ujung bor dihasilkan dari hidrolik atau motor listrik. Ujung bor atau yang sering disebut drill bit atau mata bor, didorong melalui mekanisme putar untuk mendapatkan tenaga yang diperlukan. Bor yang digunakan pada sistem pemboran rotary blasthole ini cukup besar dan berat, yang dibutuhkan untuk
8 menghasilkan tenaga dan torsi yang besar pula pada mata bor melalui rangkaian bor (B.V. Gokhale).
2.2. Teknik Peledakan
Peledakan adalah proses yang menyebabkan timbulnya gelombang kejut dan proses tekanan gas dari bahan peledak untuk menghancurkan batuan. (A.
Rustan, 1998).
2.2.1. Peralatan Peledakan
Peralatan peledakan adalah semua alat-alat dan bahan yang digunakan lebih dari satukali pada proses kegiatan peledakan. Alat-alat seperti base station, bench box, harness wire (kawat utama) dan alat pengaman peledakan.
a. Base Station
Base station merupakan alat untuk melakukan proses arming dan firing pada peledakan. Digunakan oleh seorang blaster dalam proses penembakan peledakan.
b. Bench Box
Bench box merupakan alat perantara antara base station dan detonator pada lubang tembak. Bench box menerima sinyal arming and firing dari base station dan diteruskan ke rangkaiann peledakan.
Delay pada bench box dapat juga diatur untuk pengiriman sinyal ke rangkaian peledakan. Jarak maksimal antara base station dan bench box mencapai 3,5 kilometer.
c. Harness Wire
Harness wire merupakan kawat yang digunakan sebagai penghubung dari bench box ke rangkaian peledakan. Pada proses peledakan, pengiriman sinyal atau inisiasi dapat menggunakan harness wire atau dapat juga dengan mengirimkan sinyal langsung ke detonator elektronik.
9 d. Alat Pengaman Peledakan
Alat pengaman peledakan yang umumnya digunakan dalam kegiatan peledakan adalah :
- Handy Talky (HT).
- Bendera merah, bendera batas jarak aman manusia (500m) dan alat (350m). Biasanya disesuaikan dengan standar operasi yang ada pada tiap perusahaan.
- Safety line, tali pembatas lokasi peledakan.
- Road blocker flag and map digunakan sebagai tanda pemblokiran akses jalan dari dan menuju lokasi.
- Rambu tanda lokasi dan selembaran catatan Sign In Sign Out (SISO) pada lokasi peledakan sebagai pendanda lokasi peledakan dan absensi pekerja yang masuk dan bekerja dilokasi peledakan.
2.2.2. Peralatan Pendukung Peledakan
Peralatan pendukung peledakan adalah peralatan yang membantu dan memudahkan kegiatan peledakan. Alat-alat diantaranya Mobile Manufacturing Unit (MMU), dan mobil box pengangkut aksesoris peledakan.
a. Mobile Manufacturing Unit (MMU)
Merupakan alat yang berfungsi mencampur dan membawa bahan peledak yang digunakan. Campuran bahan peledak yang biasa disebut emulsion. Emulsi adalah dua fase cairan yang mengandung tetesan mikroskopik nitrat dari garam (chiefly AN) tersebar dalam fuel oil, wax, atau paraffin menggunakan emulsi agen (C.T. Aimone, 1992). Dengan komposisi campuran antara gel dan ANFO tertentu. Proses pengangkutan dari gudang handak menuju lokasi peledakan menggunakan MMU ini.
10 Gambar 2.3 MMU Truck
b. Mobil Box
Mobil box yang digunakan biasanya membawa aksesoris peledakan seperti booster, delay (inhole and surface), detonator, dan lainnya.
2.2.3. Perlengkapan Peledakan a. Detonator
Detonator adalah alat pemicu awal yang menimbulkan inisiasi dalam bentuk letupan (ledakan kecil) sebagai bentuk aksi yang memberikan efek kejut terhadap bahan peledak peka detonator.
(Bhandari, S, 1997).
Detonator yang biasa digunakan dibagi menjadi dua, yaitu nonel dan electronic detonator. Detonator nonel dapat juga disebut detonator biasa karena lebih cendrung diinisiasi dengan sumbu api dibandingkan dengan listrik. Nonel di design dengan menggunakan detonator biasa yang dipasang dengan signal tube sebagai penghantar energi untuk meledak. Signal tube ini berisi bahan peledak kuat yang komposisinya sudah disesuaikan, maka masing- masing dari jenis signal tube ini memiliki kecepeatan delay tertentu
11 yang berbeda-beda. Gelombang kejut yang merambat pada nonel ini dapat mencapat 2000 m/s.
Detonator elektronik memiliki sumber energi yang berbeda dengan nonel detonator. Elektronik menggunakan detonator dan kabel listrik. Detonator elektronik mempunyai keakurasian delay yang tinggi karena proses inisiasinya menggunakan sinyal yang berasal dari permukaan. Dengan ini detonator elektronik merupakan detonator dengan system keamanan tertinggi disbanding dengan detornator lainnya.
b. Bahan Peledak
Bahan peledak yang digunakan untuk mengisi lubang tembak yaitu ANFO. Namun, saat ini sudah banyak yang menggunakan emulsi yaitu campuran antara ANFO dan emulsion gel.
c. Booster
Booster adalah bahan peledak berdaya ledak tinggi yang digunakan pada proses peledakan. Booster merupakan pencampuran proses pelelehan Trinitrotoluena (TNT) dengan Pentaerytrithol Tetranitrate (PETN) yang berkerja sebagai pemicu peledakan untuk meledakan ANFO pada lubang tembak.
d. Primer
Primer adalah istilah yang digunakan pada bahan peledak peka detonator, yaitu bahan peledak yang berbentuk tabung yang sudah dipasang detonator.
Pola peledakan merupakan urutan waktu peledakan antara lubanglubang bor dalam satu baris dengan lubang bor pada baris berikutnya, ataupun antara lubang bor yang satu dengan lubang bor yang lainnya. Pola peledakan ini ditentukan berdasarkan urutan waktu peledakan serta arah runtuhan material yang diharapkan. Berdasarkan arah runtuhan batuan, pola peledakan diklasifikasikan sebagai berikut :
12 - Corner cut (eschelon), yaitu pola peledakan yang arah runtuhan
batuannya ke salah satu sudut dari bidang bebasnya.
- V cut, yaitu pola peledakan yang arah runtuhan batuannya kedepan dan membentuk huruf V.
- Box Cut, yaitu pola peledakan yang arah runtuhan batuannya ke depan dan membentuk kotak. Yang menghasilkan tumpukan batuan pada tengah bagian.
Berdasarkan urutan waktu peledakan, pola peledakan diklasifikasikan sebagai berikut:
o Pola peledakan serentak, yaitu suatu pola yang waktu ledaknya serentak untuk semua lubang ledak.
o Pola peledakan beruntun, yaitu suatu pola yang menerapkan peledakan dengan waktu tunda antara baris yang satu dengan baris lainnya. Atau dapat juga antar lubang yang berbeda waktu tundanya.
2.3. Geometri Peledakan
Geometri peledakan adalah jarak lubang tembak yang dibuat pada suatu area yang akan dilakukannya peledakan (Ash R.L, 1990). Geometri peledakan tentunya sangat berpengaruh pada hasil peledakan. Jika geometri peledakannya baik dan sesuai tentu akan menghasilkan fragmentasi batuan yang baik juga.
Dampak dari geometri peledakan yang baik seperti tidak adanya bongkahan batuan, kondisi jenjang yang stabil, keamanaan alat-alat dan juga keselamatan pekerja yang terjamin.
a. Burden
Burden merupakan jarak tegak lurus terpendek antara lubang tembak yang diisi bahan peledak dengan bidang bebas atau ke arah mana batuan hasil peledakan akan terlempar. Dalam menentukan burden harus memperhatikan jarak terdekat ke freeface dan arah dari
13 hasil ledakannya, selain itu perlu diperhatikan pula besarnya burden karna besarnya burden dipengaruhi oleh beberapa hal seperti karakteristik batuan yang akan diledakan dan karakteristik material.
Jarak burden sangat berkaitan dengan diameter lubang bor yang digunakan. Menurut R.L. Ash, harga burden tergantung pada harga burden ratio dan diameter lubang bor. Besarnya burden ratio antara 20 – 40 dengan harga KB standard adalah 30. Harga KB standard sebesar 30 terjadi pada kondisi sebagai berikut :
• Densitas batuan= 160 lb/cuft
• Specific gravity bahan peledak= 1,20
• Kecepatan detonasi bahan peledak= 12.000 fps
Jika Kb tidak dalam nilai standar, maka dapat dikoreksi dengan cara :
- Koreksi bahan peledak standar (Af1) Af1 = √𝑆𝐺 ℎ𝑎𝑛𝑑𝑎𝑘 𝑥 (𝑉𝑂𝐷2)
1,2 𝑥 (12000)2 3
- Koreksi batuan standar (Af2)
- Af2 = √ 𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑡𝑎𝑠 𝐵𝑎𝑡𝑢𝑎𝑛 𝑠𝑡𝑑 (160 𝑙𝑏/𝑐𝑢𝑓𝑡) 𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑡𝑎𝑠 𝑏𝑎𝑡𝑢𝑎𝑛 𝑦𝑎𝑛𝑔 𝑎𝑘𝑎𝑛 𝑑𝑖𝑙𝑒𝑑𝑎𝑘𝑎𝑛 3
Keterangan :
Kb = Burden ratio yang dikoreksi Kbstd = Burden ratio standar Af1 = Faktor koreksi batuan
Af2 = Faktor koreksi bahan peledak Dstd = Kerapatan batuan standar D = Kerapatan batuan yang diledakan
SGstd = Spesific Gravity bahan peledak standar SG = Spesific Gravity bahan peledak yang dipakai
Kb = Kb std x Af1 x Af2
14 Jika Kb sudah diketahui maka dapat dimasukkan kedalam rumus dibawah ini :
Keterangan :
Kb = Burden ratio yang dikoreksi De = Diameter lubang
b. Diameter Lubang (De)
Lubang ledak harus memiliki diameter yang seimbang dan tidak boleh terlalu besar ataupun kecil. Jika lubang ledak kecil, maka tekanan yang dihasilkan akan kurang dan akan mempengaruhi hasil dari peledakan, sehingga peledakan tidak berjalan sempurna.
c. Spasi (S)
Spasi adalah jarak terdekat antara dua lubang tembak yang berdekatan dalam satu baris (row). Jika jarak spasi terlalu besar maka akan menyebabkan bongkahan batuan pada hasil peledakan, tetapi jika spasi terlalu rapat batuan akan hancur menjadi halus. Penentuan spasi menggunakan rumus R.L Ash :
Keterangan :
Ks = Spacing ratio (1,00-2,00) S = Spasi (meter)
B = burden (meter) d. Stemming (T)
Stemming adalah tempat material penutup di dalam lubang bor, yang letaknya di atas kolom isian bahan peledak. Fungsi stemming adalah supaya terjadi keseimbangan tekanan dalam lubang tembak dan mengurung gas – gas hasil ledakan sehingga dapat menekan batuan dengan energi yang maksimal. Stemming yang cukup dalam atau
𝑆 = 𝐾𝑠 𝑥 𝐵 𝐵 = 𝐾𝑏𝑥𝐷𝑒 ÷ 12
15 panjang dapat menyebabkan timbulnya bongkah karena daya ledak yang dihasilkan tidak kuat untuk menghancurkan batuan. Sementara itu, stemming yang pendek dapat menyebabkan pecahan batuan yang kecil dan timbulnya fly rock. Untuk penentuan tinggi stemming digunakan rumus R.L Ash seperti :
Keterangan :
Kt = stemming ratio (0,75-1,00) T = stemming (meter)
B = burden (meter)
e. Kedalaman Lubang Tembak (H)
Kedalaman lubang ledak merupakan jumlah total antara tinggi jenjang dengan besarnya subdrilling. Kedalaman lubang disesuaikan dengan kapasitas produksi dan pertimbangan geoteknik. Untuk penentuan kedalaman lubang digunakan rumus R.L Ash seperti :
Keterangan :
Kh = hole depth ratio (1,5-4,0)
H = kedalaman lubang tembak (meter) B = burden (meter)
f. Sub Drilling (J)
Subdrilling merupakan bagian dari panjang lubang tembak yang terletak lebih rendah dari lantai jenjang. Subdrilling diperlukan agar batuan dapat meledak secara keseluruhan dan terbongkar tepat pada batas lantai jenjang, sehingga tonjolan – tonjolan pada lantai jenjang dapat dihindari. Untuk penentuan Sub drilling digunakan rumus R.L Ash seperti :
𝑇 = 𝐾𝑡 𝑥 𝐵
𝐻 = 𝐾ℎ 𝑥 𝐵
16 Keterangan :
Kj = subdrilling ratio (0,2-0,3) J = subdrilling (meter)
B = burden (meter)
g. Panjang Kolom Isian (PC)
Panjang kolom isian adalah panjang kolom lubang tembak yang akan diisi bahan peledak. Panjang kolom ini merupakan kedalaman lubang tembak dikurangi panjang stemming yang digunakan. Dapat ditentukan dengan rumus R.L Ash seperti :
Keterangan :
PC = panjang kolom isian (meter) H = kedalaman lubang tembak (meter) T = stemming (meter)
h. Tinggi Jenjang (L)
Tinggi Jenjang maksimum ditentukan oleh peralatan lubang bor dan alat muat yang tersedia. Tinggi jenjang berpengaruh terhadap hasil peledakan seperti fragmentasi batuan, air blast, fly rock, dan ground vibration. Berdasarkan perbandingan ketinggian jenjang dengan jarak burden yang diterapkan (Sriffness Ratio), maka akan diketahui hasil dari peledakan tersebut dengan rumus :
Keterangan :
L = tinggi jenjang minimum H = kedalaman lubang J = subdrill
𝐽 = 𝐾𝑗 𝑥 𝐵
𝑃𝐶 = 𝐻 − 𝑇
𝐿 = 𝐻 − 𝐽
17 Sumber : W.A. Hustrulid
Gambar 2.4 Geometri Peledakan
2.4. Sifat Fisik Batuan
Sifat fisik batuan yaitu berupa bobot isi, porositas dan kandungan air.
Selain itu nilai UCS (Uniaxial Compressive Strength) dibutuhkan dalam hal penentuan kekerasan batuan. UCS merupakan nilai yang paling banyak digunakan dalam hal pengukuran kekuatan batuan, deformasi, dan karakteristik batuan karena keakurasiannya. UCS lebih membutuhkan biaya, waktu dan peralatan yang digunakan harus sesuai standar, tetapi hasil yang didapat lebih dapat dipercaya daripada pengukuran dengan metode lain, dan dibutuhkan untuk membuat desain yang lebih detail (M.A. Saliu, 2013).
Density atau masa jenis batuan juga merupakan hal yang perlu dipertimbangkan, semakin besar density batuan tersebut tentunya semakin keras juga batuan tersebut untuk diledakkan. Hal ini masuk kedalam faktor blastability indeks yang menjadi salah satu faktor dalam fragmentasi batuan.
Pada data blastablity indeks terdapat parameter-parameter seperti Rock Mass Description (RMD), Joint Plane Spacing (JPS), Joint Plane Orientation
18 (JPO), Specific Gravity Influence (SGI), dan Hardness. Parameter lain yang perlu ditambahkan yaitu nilai UCS, dan density batuan dari batuan tertentu.
Sumber : (Lilly, 1986)
Gambar 2.5 Blastabilty Indeks
Dari data blastability indeks tersebut digunakan untuk perhitungan rock factor (A) dengan rumus :
Keterangan :
BI = Blastability Index
RMD = Rock Mass Description JPS = Joint Plane Spacing JPO = Joint Plane Orientation SGI = Specific Gravity Influence H = Hardness.
A = Rock Factor 2.5. Fragmentasi
Fragmentasi adalah suatu ukuran batuan yang dihasilkan dari hasil peledakan yang dilakukan. Fragmentasi dipengaruhi beberapa faktor seperti yang diketahui dalam teori fragmentasi Kuzram. Terdapat dua prinsip penting yang harus dilihat untuk mengontrol ukuran fragmentasi. Jumlah energi yang
BI = 0,5 x (RMD + JPS + JPO + SGI + H) A = 0,12 x BI
19 sesuai diterapkan pada lokasi yang strategik dalam massa batuan. Dan juga energi yang dikeluarkan harus tepat pada waktunya untuk menghasilkan interaksi yang sesuai terjadi. (CJ Konya, 1990).
Prediksi fragmentasi batuan dilakukan menggunakan perhitungan Kuz- Ram. Dan hasil dari perhitungan tersebut dapat dikaitkan hubungannya dengan perhitungan digging time aktual di lapangan. Cunningham melakukan penyempurnaan pada persamaan Kuznetsov untuk dapat digunakan pada semua jenis bahan peledak menjadi:
Keterangan:
Xmean = Ukuran rata-rata fragmen batuan (cm) A = Rock Factor
Vo = Volume batuan per-lubang ledak (B×S×H) (bcm)
Q = Berat bahan peledak TNT yang energinya ekivalen dengan energi dari muatan bahan peledak dalam setiap lubang ledak.
E = kekuatan berat relatif bahan peledak yang dipakai, (untuk ANFO = 100).
Rossin Ramler membuat suatu rumus sebagai berikut :
Keterangan:
R = Banyaknya batuan yang tertahan pada ayakan X = Ukuran ayakan (mm)
Xc = 𝑋𝑚𝑒𝑎𝑛
(0,693) 1 𝑛
e = ephsilon = 2.71 n = Indeks keseragaman
Dengan pertimbangan faktor-faktor tersebut, maka dikembangkan dengan persamaan Kuznetsov yang saat ini menjadi rumusan atau Kuzram model :
𝑿mean = 𝑨(𝑽𝒐
𝑸)𝟎,𝟖 𝑸𝟏𝟔 (𝟏𝟏𝟓
𝒆 )(𝟏𝟗𝟑𝟎)
𝑹 = 𝒆−[𝒙𝒄𝒙] 𝒙 𝟏𝟎𝟎%
n = (2,2 - 𝟏𝟒 𝑩
𝒅 ) (1 - 𝑾
𝑩) (1 + (𝑨−𝟏)
𝟐 ) (𝑳
𝑯)
20 Keterangan:
d = Diameter lubang ledak (mm) A = Ratio spasi terhadap burden W = Standar deviasi lubang bor (m) L = Panjang kolom isian (m)
B = Burden (m)
H = Tinggi Jenjang (m) 2.6. Mekanisme Peledakan
Terdapat 3 tahap dalam proses pecahnya batuan, dengan menggunakan konsep proses-proses pemecah reaksi mekanik dalam batuan homogen. Proses pemecahan pada batuan yang homogen akan berbeda seperti yang sering terjadi dalam proses peledakan.
Sumber : Hartman
Gambar 2.6 Proses Pecah Batuan
21 - Tahap 1
Pada saat bahan peledak meledak, tekanan tinggi menghancurkan batuan di daerah sekitar lubang ledak.
Gelombang kejut (shock wave) yang meninggalkan lubang ledak merambat dengan kecepatan 3000 – 5000 m/det, akan mengakibatkan tegangan tangensial yang menimbulkan rekahan yang menjalar (radial crack) dari daerah lubang ledak. Rekah pertama menjalar terjadi dalam waktu 1 – 2 ms.
- Tahap 2
Tekanan akibat gelombang kejut yang meningkatkan lubang ledak pada proses pemecahan tingkat I adalah positif.
Apabila mencapai free face akan dipantulkan, tekanan akan turun dengan cepat, kemudian berubah menjadi negatif dan timbul gelombang tarik. Gelombang tarik (tensile wave) ini merambat kembali di dalam batuan. Oleh karena batuan lebih kecil ketahanannya terhadap tarikan daripada tekanan, maka akan terjadi rekahan–rekahan primer (primary failure cracks) disebabkan karena tegangan tarik (tensile stress) dari gelombang yang dipantulkan. Fungsi dari energi yang ditimbulkan dari proses pemecahan batuan tahap 1 dan 2 yaitu membuat rekahan kecil pada batuan. Secara teoritis energi gelombang kejut jumlahnya antara 5 – 15 % dari energi total bahan peledak. Jadi gelombang kejut menyediakan kesiapan dasar untuk proses pemecahan tingkat akhir.
- Tahap 3
Pengaruh tekanan yang sangat tinggi dari gas hasil peledakan juga turut membantu rekahan. Rekahan radial utama (tahap 2) akan diperlebar secara cepat oleh kombinasi efek dari tegangan tarik disebabkan kompresi radial dan
22 pembajian (pneumatic wedging). Terdapat efek dari lepasnya batuan yang menyebabkan tegangan tarik tinggi dalam massa batuan yang akan melanjutkan pemecahan hasil yang telah terjadi pada proses pemecahan. Rekahan hasil dari pemecahan tahap 2 mengakibatkan bidang-bidang lemah memulai reaksi fragmentasi utama.
2.7. Sifat Bahan Peledak
Performa dari bahan peledak yaitu berasal dari kemampuan bahan peledak dalam penggunaanya pada kondisi tertentu. Berbeda tipe bahan peledak, maka berbeda pula penanganannya. Kemampuan ketahanan terhadap air, sifat gas beracun, energi yang diperlukan untuk detonasi, dan kekuatan untuk memecahkan batuan juga tentu berbeeda (Bhandari S, 1997).
a. Kekuatan (Energy Strenght)
Kekuatan suatu bahan peledak merupakan ukuran yang dipergunakan untuk mengukur energi yang terkandung pada bahan peledak dan kerja yang dapat dilakukan oleh bahan peledak tersebut. Percobaan dalam pengukuran kekuatan peledakan telah banyak dilakukan, untuk memprediksikan performa dari bahan peledak tersebut. Pengukuran energi secara teori (Q), dan kerja ekspansi (EWK), seperti pengukuran underwater shock dan bubble energy, tekanan gelombang, dan tarikan gelombang pada material yang diledakkan sendiri.
b. Kecepatan Detonasi (VOD)
Kecepatan detonasi (Velocity of Detonation = VOD) adalah kecepatan gelombang detonasi yang melalui sepanjang kolom isian bahan peledak, yang dinyatakan dalam meter/detik. Setiap handak memiliki kecepatan pasti dan kecepetan ideal yang diketahui sebagai hydrodynamic velocity.
Kecepatan detonasi suatu handak tergantung pada beberapa faktor, yaitu bobot isi bahan peledak, diameter bahan peledak, derajat pengurungan, ukuran partikel dari bahan penyusunnya dan bahan – bahan yang
23 terkandung dalam bahan peledak. Untuk peledakan pada batuan keras digunakan bahan peledak yang mempunyai kecepatan detonasi tinggi sedangkan pada batuan lunak digunakan handak dengan kecepatan detonasi rendah. Kecepatan detonasi bahan peledak komersial adalah antara 1.500 – 8000 m/s.
c. Kepekaan (Sensitivity)
Kepekaan adalah pengukuran dalam kemudahan inisiasi. Beberapa jenis pengukuran pada kepekaan seperti cap sensitivity, drop tests, friction test, dan lainnya. Semua test ini dilakukan dengan cara demikian dalam kaitannya penanganan keamanan handak. Kepekaan handak tergantung pada komposisi kimia, ukuran butir, bobot isi, pengaruh kandungan air, dan temperatur. Bahan peledak yang sensitif belum tentu bagus, namun bahan peledak yang mudah penyebaran reaksinya dan tidak peka adalah lebih menguntungkan dan lebih aman.
d. Bobot Isi Bahan Peledak (Density)
Bobot isi bahan peledak adalah perbandingan antara berat dan volume bahan peledak, dinyatakan dalam gr/cm3. Bobot isi biasanya juga dinyatakan dengan istilah Spesific Gravity (SG), ataupun loading density (de).
e. Tekanan Detonasi (Detonation Pressure)
Tekanan detonasi adalah penyebaran tekanan golombang ledakan dalam kolom isian bahan peledak, dinyatakan dengan kilobar (kb).
Tekanan akibat ledakan di sekitar dinding lubang ledak intensitasnya tergantung pada jenis bahan peledak (kekuatan, bobot isi, VOD), derajat pengurungan, jumlah dan temperatur gas hasil ledakan.
24 f. Sifat Gas Beracun (Fumes)
Bahan peledak yang meledak menghasilkan dua kemungkinan jenis gas, yaitu smoke atau fumes. Smoke tidak berbahaya karena hanya mengandung uap air (H2O) dan asap berwarna putih (CO2). Sedangkan fumes bewarna kuning dan berbahaya karena sifatnya beracun, yang terdiri dari karbon monoksida (CO) dan oksida nitrogen (NOx). Fumes terjadi karena tidak terjadi kesimbangan oksigen dalam pembakaran, hal ini dikarenakan bahan peledak tersebut dalam keadaan rusak, atau dapat juga karena komposisi bahan peledak yang tidak sesuai.
g. Ketahanan Terhadap Air (Water Resistance)
Merupakan kemampuan dari bahan peledak tersebut dalam menahan rembesan air dalam waktu tertentu, tanpa merusak, mengurangi atau merubah kepekaannya. Sifat ini cukup penting karena dapat mempengaruhi peledakan dengan memperlambat reaksi pemanasan dan ketidakseimbangan reaksi kimia yang terjadi sehingga dapat menyebabkan rusaknya bahan peledak.
2.8. Pengisian Bahan Peledak
Penggunaan besaran jumlah bahan peledak yang digunakan sangat mempengaruhi hasil dari peledakan terutama fragmentasi batuannya. Powder factor adalah suatu bilangan yang menyatakan berat bahan peledak yang digunakan untuk menghancurkan batuan (kg/m3). Nilai powder factor sangat dipengaruhi oleh jumlah bidang bebas, geometri peledakan, pola peledakan dan struktur geologi. Beberapa hal yang mempengaruhi pengisian bahan peledak yaitu :
a. Loading Density
Konsentrasi isian atau loading density merupakan jumlah isian yang digunakan dalam kolom isian lubang tembak (PC). Pehitungan loading density dapat menggunakan rumus :
𝑑𝑒 = 0,508 𝐷𝑒2 (𝑆𝐺)
25 Keterangan :
de = loading density (kg/m)
De = diameter lubang tembak (inchi)
SG = specific gravity bahan peledak yang digunakan Jadi, jumlah bahan peledak yang digunakan dalam satu lubang tembak dapat ditentukan dengan rumus :
Keterangan :
E = jumlah bahan peledak tiap lubang ledak (kg)
de = loading density dari handak yang digunakan (kg/m) PC = panjang kolom isian (m)
b. Powder Factor (PF)
Powder factor adalah perbandingan antara bahan peledak yang digunakan terhadap jumlah batuan yang diledakan.
Keterangan :
Pf = powder factor (kg/ton)
W = berat batuan yang diledakan (ton) E = berat bahan peledak yang digunakan (kg)
Beberapa parameter yang mempengaruhi nilai powder factor yaitu seperti geometri peledakan, struktur geologi dan karakteristik batuan. Bila bahan peledak yang digunakan terlalu banyak maka akan menimbulkan air blast dan fly rock, tetapi bila bahan peledak yang digunakan kurang maka akan menghasilkan bongkahan pada batuan dan back break disekitar jenjang.
Terdapat dua macam satuan yang dapat digunakan dalam menentukan powder factor yaitu :
𝐸 = 𝑑𝑒 𝑥 𝑃𝐶
𝑃𝑓 = 𝐸/𝑊
26 - Berat bahan peledak per volume batuan yang diledakkan
(kg/m3).
- Berat bahan peledak per berat batuan yang diledakkan (kg/ton).
2.9. Digging Time
Material pecahan hasil peledakan tidak hanya harus sesuai dengan ukuran bucket dari alat muatnya, tetapi harus juga tanpa terlalu mengurangi kapastias bucket load dan waktu pengisian bucket nya (digging time). Operator yang terampil dapat membuat fragmen material yang besar masuk kedalam bucket, tetapi hal ini juga dapat mengurangi produktivitas dan menyebabkan beberapa bahaya terkait lainnya. Produktivitas dari peralatan dipengaruhi langsung oleh distribusi ukuran fragmentasi dan membentuk ukuran suatu keberhasilan pada proses peledakan. (Scott A, The Queensland University, 1996).
Gambar 2.7 Loading Front
Dig time dari excavator adalah waktu atau periode saat bucket mulai menyentuh permukaan material (muckpile) sampai bucket mulai mengangkat atau sudah tidak tersentuh permukaan. Kelebihan dari pengukuran digging time terhadap diggability (kemampuan penggalian) yaitu dapat menentukan mana
27 data yang akan diambil. Hal ini merupakan cara tradisional yang digunakan dalam pengukuran secara tidak langsung dari performa atau kinerja dari kegiatan peledakan (I.Brunton, 2003).
28 BAB III
METODE PENELITIAN
Metode penelitian yang dilakukan di Pit North Tutupan PT. SIS Job Site penambangan PT. Adaro Indonesia, Kalimantan Selatan yaitu dengan metode action research. Pengamatan dilakukan secara langsung dengan mengukur geometri peledakan actual, mengamati fragmentasi hasil peledakan, dan juga pengamatan pada digging time di area setelah peledakan. Dengan demikian di dapat hasil fragmentasi batuan yang berbeda-beda dilokasi yang karakteristik batuannya berbeda pula. Output dari penelitian ini adalah menentukan geometri peledakan yang sesuai dengan karakteristik batuan tertentu yang ada di Pit North Tutupan PT. Sapta Indra Sejati (PT.
SIS). Area Pit North Tutupan termasuk ke dalam red zone area, yaitu area kritis dimana Pit tersebut bersebelahan dengan rig dan tangki minyak Pertamina. Kegiatan operasi pengeboran minyak juga masih berjalan di area tersebut.
3.1. Lokasi dan Waktu Penelitian
Lokasi penelitian berada di Kabupaten Tabalong, Kalimantan Selatan yang merupakan bagian dari PT. Adaro Indonesia. Khususnya pada pit North Tutupan PT. Adaro Indonesia. Penelitian ini dilakukan selama 2,5 bulan yaitu pada bulan Agustus – Oktober 2018.
Sumber : PT. Adaro Indonesia
Gambar 3.1 Wilayah Operasional PT. Adaro Indonesia
29 Sumber : Geology Departement PT. Adaro Indonesia
Gambar 3.2 PT. Adaro Indonesia Regional Geologic Map
Tabel 3. 1 Waktu Penelitian
Jenis Kegiatan
Juli Agustus September Oktober
No Kampus Lapangan
1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4
1 Studi Pustaka 2 Orientasi Lapangan 3 Pengambilan Data
4 Analisis Data dan Pengolahan
5 Penyusunan Laporan
30 3.2. Metode dan Data Penelitian
Pengambilan data primer dilapangan meliputi :
- Data geometri peledakan (Burden, Spasi, Depth, Stemming, dan Charge Length).
- Pengamatan jenis batuan dan kondisi lokasi area peledakan.
- Fragmentasi actual.
- Data digging time alat muat (Liebherr 9400, Hitachi EX 3500, dan Komatsu PC 2000).
Pengambilan data sekunder sebagai data pelengkap yang diperlukan seperti : - Peta kesampaian daerah PT. SIS.
- Peta geologi.
- Data UCS per lokasi penelitian.
- Spesifikasi Handak.
3.3. Teknik Pengambilan Data 3.3.1. Pengamatan Batuan
Pengamatan karakteristik, jenis dan kondisi batuan di area peledakan ini bertujuan agar dapat mengetahui litologi dan kondisi aktual di lapangan.
Pengambilan gambar menggunakan kamera digital yang telah disiapkan.
Sumber : Google.com/nikonkamera
Gambar 3.3 Kamera Digital
31 3.3.2. Pengamatan dan Pengukuran Geometri Aktual
Data geometri aktual di dapat dari hasil pengukuran langsung antar lubang di lokasi peledakan yang menjadi area penelitian. Pengukuran ini bertujuan untuk mengetahui perbedaan geometri yang ada antara plan dan actual di lapangannya. Pengukuran dilakukan menggunakan meteran, dan buku catatan.
Berikut prosedur pengukuran yang ada : - Menyiapkan alat ukur (meteran)
- Membentangkan meteran pada lubang bor untuk pengukuran diameter lubang. Untuk pengukuran burden dan spacing, meteran dibentangkan diantara lubang bor.
- Pengukuran kedalaman lubang, dilakukan dengan memasukkan meteran kedalam lubang ledak yang telah selesai di bor.
Gambar 3.4Pengukuran Geometri Peledakan
3.3.3. Pengamatan Fragmentasi Batuan Hasil Peledakan
Pengamatan fragmentasi batuan bertujuan untuk mengetahui besaran hasil fragmentasi batuan yang selanjutnya akan di loading oleh alat muat.
Pengambilan gambar menggunakan kamera digital, dan rock lock (bola yang
32 dimasukkan kedalam lubang ledak) sebagai alat pembanding yang berukuran 200mm.
Berikut prosedur pengambilan data fragmentasi : - Menyiapkan kamera digital
- Menuju ke lokasi pasca peledakan area penelitian yang dimaksud, yang telah dinyatakan aman dengan didampingi oleh pengawas.
- Meletakkan bola diantara pecahan-pecahan batuan
- Mengambil foto dari beberapa tempat yang cukup dianggap mewakili.
3.3.4. Pengamatan Digging Time
Prosedur selanjutnya yaitu pengamata digging time (waktu gali) dari alat muat yang bekerja di front atau lokasi yang telah diledakkan. Pengamatan ini bertujuan untuk mengetahui berapa besar atau berapa lama waktu penggalian batuan yang dilakukan. Beberapa alat yang diggunakan seperti stopwatch, buku catatan, kamera digital.
Prosedur kerja yang dilakukan :
- Menyiapkan stopwatch, kali ini stopwatch yang digunakan menggunakan aplikasi dari handphone.
- Memastikan angka perhitungan mulai stopwatch di angka 0.
- Menekan tombol start saat memulai pengukuran waktu penggalian. Pada saat bucket excavator mulai menyentuh batuan.
- Menekan tombol stop pada saat bucket excavator terangkat dari batuan.
- Membaca hasil pengukuran waktu dan mencatatnya.
- Melakukan pengulangan pengukuran dengan cara demikian sampai dengan jumlah data yang dituju.
- Merekam dengan menggunakan kamera digital beberapa kegiatan digging sebagai tambahan data.
33 3.4. Teknik Analisis Data
3.4.1. Analisis Data Fragmentasi
Analisis data dilakukan dengan melakukan perhitungan fragmentasi actual menggunakan split desktop. Software split desktop digunakan untuk membantu perhitungan fragmentasi pada hasil peledakan. Berikut tahapan penggunaan software split desktop :
- Penentuan Gambar
Langkah pertama dalam penggunaan split desktop adalah menentukan gambar yang akan diolah. Menentukan batas dari gambar yang akan dihitung dan menentukan skala yang digunakan pada gambar tersebut. Format gambar akan terubah otomatis dalam bentuk “TIFF”. Pengambilan gambar di lapangan sangat berpengaruh pada proses perhitungan. Oleh karena itu diperlukannya skala pembanding berbentuk objek yang diketahui ukurannya agar dapat digunakan sebagai pembanding terhadap batuan yang ada.
Gambar 3.5Pengambilan Foto Fragmentasi Aktual
Penggunaan skala pembanding yang baik adalah menggunakan bola yang diameternya sudah diketahui.
34 - Scale Image
Mencari ukuran gambar, dengan memasukkan ukuran benda pembanding pada software. Dalam penelitian ini benda yang digunakan yaitu rock lock, dengan ukuran yang sudah diketahui yaitu sebesar diameter lubang tembak yang ada (200mm).
Gambar 3.6Scale Image Split Desktop
35 - Find Particles
Tahapan ini adalah saat program akan mengenali partikel-partikel untuk dilakukan perhitungan. Pengukuran partikel dapat dilakukan secara manual ataupun otomatis. Setelah itu lanjut ke done editing untuk mengakhiri pengukuran partikel secara manual.
Gambar 3.7Find Particles Split Desktop
36 - Compute Sizes
Lalu selanjutnya masuk pada perhitungan hasil. Partikel-partikel yang sudah ditandai tadi dihitung dan akan muncul gambar berbentuk hitam putih, sesuai garis-garis batas batuan yang dilakukan pengukuran. Perhitungan yang digunakan dapat dipilih antara Schuman, Rossin-Ramler atau Best Fit.
Gambar 3.8Compute Sizes Split Desktop
37 - Graphs and Outputs
Tahap terkahir adalah mencari nilai akhir dan juga grafik dari hasil gambar yang diolah. Nilai yang dihasilkan merupakan distribusi presentase ukuran fragmentasi batuan.
Gambar 3.9Graphs and Outputs Split Desktop
38 Gambar 3.10Grafik Hasil Distribusi Ukuran
3.4.2. Analisis Data Digging Time
Analisis data digging time dilakukan dengan mencari nilai rata-rata dari beberapa data lapangan yang diambil. Menggunakan Microsoft Excel, pengolahan data digging time dilakukan.
Atau
W2 IB t120 - t200 rl 56
Digging time komatsu pc 2000
layer 1 7,96 detik
total 7,96 detik
3.5. Tahapan Penelitian
Langkah – langkah yang dilakukan selama penelitian masuk kedalam tahapan penelitian dengan penjelasan sebagai berikut :
𝑋𝑚𝑒𝑎𝑛 =𝑥1 + 𝑥2 + 𝑥3 + ⋯
𝑛 =average(C1:C5
)
39 3.5.1. Studi Literatur
Diperoleh dari bahan-bahan pustaka, kegiatan perkuliahan, informasi dari penelitian serupa yang telah dilakukan sebelumnya yang dapat membantu kegiatan penelitian.
3.5.2. Observasi Lapangan
Melakukan pengamatan secara langsung sehingga memperoleh data yang akurat dan sesuai dengan kenyataan dilapangan.
3.5.3. Pengambilan Data
Data yang diambil harus akurat dan relevan dengan masalah yang ada.
Data diperoleh dari proses observasi lapangan dan pengambilan dari data literatur yang berkaitan dengan permasalahan.
- Data Primer : Geometri peledakan plan dan actual, fragmentasi aktual, dan data digging time.
- Data Sekunder : Geologi dan Litologi, peta lokasi, drill blast design, dan data bahan peledak.
3.5.4. Pengolahan Data
Pengolahan data dilakukan dengan menggunakan teori fragmentasi Kuzram (Kuznetsov dan Rossin – Rammler). Pendekatan empiris untuk prediksi fragmentasi sebagaian besar berasal dari eksperimen pada blok batuan. (Kuznetsov 1973, Bergmann et al 1973, Bergmann 1983, Rustan et al 1983)
3.5.5. Analisa Hasil Pengolahan Data
Melakukan analisa terhadap data yang didapat di lapangan ataupun dari sumber lain. Analisis data pengolahan dilakukan dengan pertimbangan beberapa faktor seperti karakteristik batuan, hasil fragmentasi dan juga hasil digging time.
40 3.5.6. Rekomendasi
Dari hasil penelitian yang dilakukan, dan juga hasil pengolahan data, maka akan diberikan rekomendasi geometri peledakan untuk beberapa lokasi peledakan agar kegiatan peledakan yang dilakukan berjalan dengan efisien efektif dan optimal
3.5.7. Kesimpulan dan Saran
Pengambilan keputusan dan kesimpulan dari hasil analisa hasil pengolahan data dan memberikan saran bagi PT. Adaro Indonesia.
41 Gambar 3.11 Diagram Alir Penelitian
Pengumpulan Data
Data Primer 1. Geometri
Peledakan plan dan aktual 2. Fragmentasi
Aktual
3. Data digging time
Data Sekunder 1. Geologi dan
Litologi 2. Peta Lokasi 3. Drill and Blast
Design
4.
Data bahan peledakAnalisis Data
Kesimpulan dan Saran Studi Literature
Analisis Geometri Peledakan untuk Mendapatkan Hasil Fragmentasi dan Digging time Optimal
42 BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
Kegiatan pemboran dan peledakan ditujukan untuk membongkar overburden.
Dengan target pembongkaran overburden sebesar 100.000 bcm/day. Pembongkaran yang ditargetkan PT. SIS yaitu sebesar 109.000 bcm/day. Kegiatan peledakan tiap hari dapat dilakukan 2 sampai 5 lokasi. Dengan jumlah lubang mencapai lebih dari 100 per lokasi, tergantung luasan lokasi dan plan yang ada. Dalam proses peledakan pada tambang terbuka beberapa variable yang berpengaruh pada hasil fragmentasi batuan seperti geometri peledakan, isian bahan peledak, sistem inisiasi, dan batuan. Pada penelitian ini geometri peledakan yang menjadi fokus. Sementara isian bahan peledak mengikuti perencanaan sebelumnya, karena jika perubahan isian dilakukan maka penelitian lebih lanjut harus dilakukan. Selain itu sistem inisiasi juga sama dengan menggunakan detonator nonel dan elektronik sebagai IP, serta penembakan dilakukan menggunakan remote firing. Pemilihan pola peledakan dilakukan sesuai dengan kondisi dan keadaan lokasi peledakan. Penentuan pola disesuaikan agar mendapatkan hasil peledakan yang maksimal pada tiap lokasi peledakan.
4.1. Hasil Penelitian
4.1.1. Geometri Peledakan
Pada tabel 4.1 dan 4.2 merupakan tabel geometri peledakan pada setiap lokasi penelitian dilakukan. Beberapa parameter geometri yang ada pada tabel seperti diameter, burden, spacing, depth, stemming, PC (powder charge), subdrill, powder factor, stiffness ratio, total holes, charge weight, dan charge deck. Dalam tabel juga terdapat nama lokasi peledakan yang diteliti seperti N1 Floor T120, N3 Floor T110, W2 IB T120-T200, dan N3 Roof T120.
43 Tabel 4.1 Geometri Aktual Lokasi (Awal)
No Geometri
N1 Floor T120 RL-8
N3 Floor T110 RL 48
W2 IB T120-T200 RL 56
N3 Roof T120 RL -8 07/09/2018 09/09/2018 09/09/2018 09/09/2018 plan act plan act plan act plan act 1 Hole Diameter
(mm) 200 200 200 200 200 200 200 200
2 AV.Burden
(B) (m) 8 7,98 8 8,26 8 8,27 8 8,22
3 AV.Spacing
(S) (m) 9 9,29 9 9,25 9 9,08 9 9,12
4 AV.Depth (D)
(m) 4,98 7,27 9,22 8,85 9,14 7,76 7,96 7,32
5 AV.Stemming
(T) (m) 3,26 3,4 3,26 3,51
6 AV.PC (m) 4,01 5,45 4,5 3,71
7 AV.Subdrill
(J) (m) 1 1 1 1 1 1 1 1
8
AV.Powder Factor (PF) (kg/bcm)
0,28 0,33 0,32 0,28
9 AV.Stiffness
Ratio (SF) 1 0,91 1 1,07 1 0,94 1 0,88
10 Total Hole 295 295 214 214 82 82 90 90
11 AV.Volume (bcm)
84.535 ,20
137.122 ,32
126.653 ,76
128.352 ,76
48.058,5 6
41.624,7 8
45.100, 80
42.640, 89 12 Charge Weight
(kg) 37.767 42.161 13.331 12.079
13 AV.Charge
Deck (kg) 144,99 197,01 162,57 134,21
Tabel 4.2 Geometri Aktual Lokasi (Trial)
No Geometri
N3 Roof T120 RL -8
W2 IB T120-T200 RL 88
N3 Floor T110 RL 40
21/09/2018 23/09/2018 03/10/2018
plan act plan act plan act
1 Hole Diameter (mm) 200 200 200 200 200 200
2 AV.Burden (B) (m) 7,5 7,37 8,5 8,39 8,5 8,41
3 AV.Spacing (S) (m) 8,5 8,64 9,5 9,72 9,5 9,66
4 AV.Depth (D) (m) 7 7,09 6,71 7,22 10,51 7,38
5 AV.Stemming (T) (m) 3,37 3,48 3,43
6 AV.PC (m) 3,72 3,73 3,95
7 AV.Subdrill (J) (m) 1 1 1 1 1 1
8 AV.Powder Factor
(PF) (kg/bcm) 0,35 0,27 0,28
