EVALUASI KINERJA BELT CONVEYOR UNTUK OPTIMALISASI KAPASITAS TRANSFER BATUBARA
DI PT. KALTIM PRIMA COAL
PROPOSAL PENELITIAN TUGAS AKHIR
Diajukan untuk Penelitian Tugas Akhir Mahasiswa Pada Jurusan Teknik Pertambangan Fakultas Teknik Universitas Sriwijaya
Oleh
KUKUH TRI ATMANTO 03121002098
UNIVERSITAS SRIWIJAYA FAKULTAS TEKNIK
IDENTITAS DAN PENGESAHAN USULAN PENELITIAN TUGAS AKHIR MAHASISWA
1. Judul :
EVALUASI KINERJA BELT CONVEYOR UNTUK
OPTIMALISASI KAPASITAS TRANSFER BATUBARA DI PT KALTIM PRIMA COAL
2. Pengusul :
a. Nama : Kukuh Tri Atmanto
b. Jenis Kelamin : Laki-laki
c. NIM : 03121002098
d. Semester : VII (Tujuh)
e. Fakultas/ Jurusan : Teknik/ Teknik Pertambangan f. Alamat e-Mail : Atmanto@yahoo.com
g. Contact Person : 085271974662
3. Lokasi Penelitian : PT. Kaltim Prima Coal.
Indralaya, Januari 2016 Pengusul
Kukuh Tri Atmanto NIM. 03121002098 Menyetujui :
Ketua Jurusan Teknik Pertambangan Pembimbing Proposal
Hj.RR. Harminuke Eko Handayani, ST., MT Ir. A. Rahman, MS.
A. JUDUL
Evaluasi Kinerja Belt Conveyor Untuk Optimalisasi Kapasitas Transfer Batubara PT. Kaltim Prima Coal.
B. BIDANG ILMU Teknik Pertambangan C. LATAR BELAKANG
Metode pengangkutan bahan galian dari tambang akan bergantung pada letak lokasi tambang, karakteristik fisik material, medan yang akan dilalui, dan jarak yang harus ditempuh dalam pengangkutan tersebut, umumnya digunakan kereta api, Dump Truck, Belt Conveyor, dan tongkang (barge). Pada beberapa kasus, batubara tersebut diangkut melalui jaringan pipa dalam bentuk Slurry.
Proses pengangkutan batubara yang telah ditambang merupakan tahapan yang penting dalam kegiatan penambangan batubara. Pengangkutan menggunakan Belt Conveyor harus dilakukan secara efisien, hal ini berkaitan dengan nilai kapasitas angkut aktual yang mampu dilakukan Belt Conveyor dibandingkan dengan spesifikasi Belt Conveyor tersebut. Nilai kapasitas angkut aktual Belt Conveyor dipengaruhi oleh beberapa parameter, penyesuaian parameter – parameter ini dapat dilakukan guna mendapatkan kapasitas angkut yang sesuai dengan nilai target pemindahan batubara per satuan waktu yang telah ditetapkan (Juanda, 2002).
PT. Kaltim Prima Coal menggunakan Belt Conveyor sebagai media angkut batubara menuju pelabuhan pengapalan batubara, kinerja Belt Conveyor berhubungan erat dengan kapasitas transfer yang dapat dilakukannya disesuaikan dengan spesifikasinya. Agar dapat mengoptimalkan kapasitas alat angkut batubara, yang dalam hal ini menggunakan alat angkut belt conveyor, maka perlu dilakukan evaluasi terhadap kinerja Belt Conveyor aktual dilapangan. Parameter-parameter yang digunakan untuk mendapatkan kapasitas angkut Belt Conveyor yang diinginkan antara lain kecepatan konveyor, lebar Belt, dan sudut Idler. Hasil dari evaluasi kinerja Belt Conveyor ini dapat menjadi rekomendasi untuk PT. Kaltim Prima Coal dalam upaya mengoptimalkan kapasitas transfer Belt Conveyor.
D. PERMASALAHAN
1. Bagaimana kinerja Belt Conveyor berdasarkan kapasitas angkut yang didasarkan pada parameter kecepatan konveyor, lebar Belt, dan sudut Idler?
2. Bagaimana pengaruh parameter kecepatan konveyor, lebar Belt, dan sudut Idler terhadap kapasitas angkut Belt Conveyor?
E. TUJUAN PENELITIAN
Penelitian ini dilakukan dengan beberapa tujuan yaitu :
1. Mengevaluasi kinerja Belt Conveyor berdasarkan kapasitas angkut yang didasarkan pada parameter kecepatan konveyor, lebar Belt, dan sudut Idler. 2. Menganalisis pengaruh parameter kecepatan konveyor, lebar Belt, dan sudut
Idler terhadap kapasitas angkut Belt Conveyor.
F. PEMBATASAN MASALAH
Penelitian ini dilakukan pada Hopper pengumpanan batubara dan Belt Conveyor PT. Kaltim Prima Coal yang digunakan untuk transportasi batubara dari Stockpile menuju Pelabuhan pengapalan.
G. MANFAAT
Adapun manfaat dari penelitian ini antara lain :
1 Sebagai sumbangan pemikiran bagi perusahaan dalam upaya optimalisasi kapasitas angkut Belt Conveyor.
2 Sebagai referensi untuk para akademisi dalam menambah ilmu pengetahuan mengenai Evaluasi Kinerja Belt Conveyor Untuk Optimalisasi Kapasitas Transfer Batubara PT. Kaltim Prima Coal.
H. METODELOGI PENELITIAN
Di dalam melaksanakan penelitian ini, penulis menggabungkan antara teori dengan data-data lapangan. Sehingga dari keduanya didapat pendekatan penyelesaian masalah. Adapun urutan pekerjaan penelitian yaitu.
1. Studi Literatur
Dilakukan dengan mengumpulkan bahan-bahan pustaka yang menunjang untuk penelitian ini yang diperoleh dari.
a. Instansi yang terkait b. Perpustakaan c. Jurnal ilmiah
d. Jurnal online
2. Penelitian di Lapangan
Pelaksanaan penelitian di lapangan ini akan dilakukan beberapa tahap, yaitu. a. Orientasi lapangan
Pengamatan langsung terhadap aktivitas pengangkutan batubara dengan menggunakan Belt Conveyor dari Stockpile menuju pelabuhan pengapalan.
b. Pengambilan data
Pengambilan data yang dilakukan berupa data primer dan data sekunder. Adapun data-data yang diperlukan adalah sebagai berikut.
1) Data Primer
Data primer merupakan data yang diambil dari pengamatan lapangan yang masih berbentuk data mentah, meliputi .
1. Data jumlah batubara yang dipindahkan perhari 2. Data waktu operasional Belt Conveyor perhari 3. Data kecepatan aktual Belt Conveyor di lapangan 4. Data tentang kondisi Belt Conveyor di lapangan 2) Data Sekunder
Data penunjang yang berasal dari literatur (kepustakaan) dan data perusahaan yang menunjang dalam penelitian, meliputi .
a) Data spesifikasi Belt Conveyor
b) Data kualitas batubara yang dipindahkan
c) Data Angle of Surcharge dari batubara yang dipindahkan d) Data Bulk Density dari batubara yang dipindahkan
e) Data ukuran minimal dan maksimal batubara yang dipindahkan f) Data target pemindahan batubara
c. Pengolahan Data
Selanjutnya dari data tersebut dilakukan proses pengolahan data yang dilakukan dengan beberapa perhitungan yang menuju perumusan dan pembahasan sehingga diperoleh penyelesaian masalah. Setelah itu, dilakukan penarikan kesimpulan yang merupakan hasil akhir dari korelasi antara hasil pengolahan data yang dilakukan.
Evaluasi Kinerja Belt Conveyor Untuk Optimalisasi Kapasitas Transfer Batubara PT. Kaltim Prima Coal
Orientasi Lapangan
Permasalahan :
Bagaimana kinerja Belt Conveyor berdasarkan kapasitas angkut yang didasarkan pada parameter kecepatan konveyor, lebar Belt, dan sudut Idler?
2. Bagaimana pengaruh parameter kecepatan konveyor, lebar Belt, dan sudut Idler terhadap kapasitas angkut Belt Conveyor?
GAMBAR H.1
DIAGRAM ALIR PENELITIAN I. TINJAUAN PUSTAKA
1. Konstruksi Belt Conveyor
Belt conveyor adalah suatu alat pemindah bahan yang berbasis teknologi tinggi di sebagian besar industri yang sedang berkembang di negara Indonesia. Dengan menggunakan Belt Conveyor, perusahaan mampu menghemat biaya produksi yang sangat tinggi, serta meningkatkan laju produksi dengan kecepatan yang signifikan dan stabil (Alfian, H. 2011).
Belt Conveyor atau konveyor sabuk adalah media pengangkutan yang digunakan untuk memindahkan muatan dalam bentuk satuan atau tumpahan, dengan arah horizontal atau membentuk sudut inklinasi dari suatu sistem operasi yang satu ke sistem operasi yang lain dalam suatu jalur proses produksi, yang menggunakan sabuk (belt) sebagai penghantar muatannya (Zainuri, 2006).
Kelebihan dari transportasi dengan Belt Conveyor antara lain bekerja secara otomatis, mudah dalam memulai operasi dan terus beroperasi secara terus
Data Primer
1. Data jumlah batubara yang dipindahkan perhari
2. Data waktu operasional Belt Conveyor perhari 3. Data Kecepatan aktual Belt Conveyor di
lapangan
4. Data tentang kondisi Belt Conveyor di lapangan
Data Sekunder
a) Data spesifikasi Belt Conveyor
b) Data kualitas batubara yang dipindahkan c) Data Angle of Surcharge dari batubara
yang dipindahkan
d) Data Bulk Density dari batubara yang dipindahkan
e) Data ukuran minimal dan maksimal batubara yang dipindahkan
f) Data target pemindahan batubara
Pengambilan Data
Kesimpulan :
1. Didapat hasil evaluasi kinerja Belt Conveyor berdasarkan kapasitas angkut yang didasarkan pada parameter kecepatan konveyor, lebar Belt, dan sudut Idler
2. Didapat hasil analisis hubungan parameter – parameter yang mempengaruhi nilai kapasitas pengangkutan Belt Conveyor
3. Didapatkan hasil rekomendasi pengaturan parameter-parameter yang dapat mengoptimalkan nilai kapasitas pengangkutan Belt Conveyor
Pengolahan Data
menerus. Belt Conveyor hampir tidak memiliki waktu jeda atau istirahat ketika beroperasi, tidak terganggu oleh cuaca buruk, yang sering mengganggu truk pengangkutan. Belt Conveyor juga membutuhkan tenaga kerja yang jauh lebih sedikit dibandingkan alat transportasi konvensiona seperti truk (Hartman, 1992).
Gambar 1. Komponen Kontruksi pada Belt Conveyor (Swinderman, 2004)
Menurut standar dari Conveyor Equipment Manufacturers Association (CEMA) konstruksi dasar conveyor secara umum terdiri dari :
1. Tail Pulley (dalam kasus tertentu dapat sebagai drive pulley dengan drive-unit yang dipasangkan padanya).
2. Snub Pulley (pada head-end dan tail-end) 3. Internal belt cleaner (internal belt scrape) 4. Impact Idlers (impact roller)
5. Return Idlers (return roller) 6. Belt 7. Bend pulleys 8. Take-up pulley 9. Take-up unit 10. Carrying Idlers 11. Pulley cleaner
12.Eksternal belt cleaner (eksternal belt scraper)
13.Head pulley (biasanya sebagai discharge pulley dan juga drive pulley) 2. Analisis Belt Conveyor
Setiap material yang akan dipindahkan akan memiliki sifat mampu alir, Angle of Surcharge dan Angle of Repose yang berbeda dengan material lainnya tergantung karakteristiknya. Hubungan antara sifat mampu alir, karakteristik
material, Angle of Surcharge dan Angle of Repose seperti yang ditunjukkan pada Tabel 1. (Swinderman, 2004)
Tabel 1. Hubungan Antara Karakteristik Material, Sifat Mampu Alir, Angle of Surcharge dan Angle of Repose
Sifat Aliran
Sangat lancar Lancar Normal Kurang lancar Tidak lancar
Surcharge angle
5° 10° 20° 25° 30°
Angle of repose
0-19° 20-29° 30-34° 35-39° >40°
Karakteristik material Ukuran butir halus
dan seragam, bentuk butir relative
bulat, sangat basah atau sangat kering seperti : pasir silica
kering, semen dan lain-lain.
Bentuk partikel relatif bulat,
Permukaan kering dan licin
berat jenis medium, seperti : biji-bijian dan butir kacang Bentuk tidak beraturan, granular atau bongkahan dengan berat jenis
medium, seperti : batubara antrhasit, tanah liat, dan lain
- lain. Material curah secara umum seperti batubara bituminous, batu dan bijih tambang, dan lain-lain. Bentuk tidak beraturan, berserabut, berserat, saling mengunci seperti cacahan kayu, pasir untuk pengecoran yang sudah dikeraskan
Menurut Swinderman (2004) setiap jenis batubara akan memiliki nilai Bulk Density dan Angle of Repose yang berbeda. Contohnya nilai Bulk Density batubara jenis Lignite adalah 40 - 45 lbf / ft 3 , seperti yang ditunjukkan pada Tabel
2.
Tabel 2. Nilai Bulk Density dan Angle of Repose Setiap Jenis Batubara
Material Bulk , lbfWeight / ft 3
Angle of repose, deg Anthracite, river or culm,
Anthracite, sized 5560 27 Bituminous, mined 50 mesh and under 5054 45 Bituminous, mined and Sized 4555 35 Bituminous, run of mine 4555 38 Lignite 4045 38
Bulk Density setiap material akan mempengaruhi nilai sudut kemiringan maksimal konveyor yang diperbolehkan untuk mengangkut material tersebut (Nasher. 2014).Sudut kemiringan terhadap garis horizontal (β) tergantung pada faktor gesekan antara material yang dibawa dengan Belt yang bergerak, sudut kemiringan tetap dari tumpukan material dan bagaimana cara material dibebankan keatas Belt. Kemiringan yang dapat diizinkan pada Belt Conveyor dapat dilihat pada Tabel 3 (Charles G. Wilson, 1964).
Tabel 3. Sudut Kemiringan Maksimum yang Diizinkan pada Geometri Belt Conveyor
untuk Beberapa Jenis Material.
Material Maximum angle of incline β (º)
Coal briquetted 12
Gravel, washed and sized 12
Grain 18
Foundry sand, shaken out (burnt) 24
Foundry sand, damp (ready) 26
Crushed stone, unsized 18
Coke,sized 17
Coke unsized 18
Sawdust, fresh 27
Lime, powdered 23
Sand clamp, 27
Ore, large-lumped 18
Ore, crushed 25
Anthracite, pebbles 17
Coal, run of mine 18
Coal, sized, small 22
Cement 20
Slag, anthraciote, damp 22
Salah satu faktor yang menentukan dalam penentuan lebar sabuk minimum adalah ukuran besar butir maksimum dari material yang diangkut, agar material dapat diangkut dengan aman. Menurut Swinderman (2004), berikut ini ukuran minimum lebar Belt berdasarkan ukuran maksimum material (Tabel 4).
Tabel 4. Ukuran Minimum Lebar Sabuk Berdasarkan Ukuran Butir Maksimum
Besar butir maksimum (mm)
Lebar sabuk minimum (mm) 100 400 150 500 200 650 300 800 400 1000 500 1200 550 1400 650 1600 700 1800 800 2000
Kecepatan Belt Conveyor yang diijinkan bergantung terhadap karakteristik material yang diangkut bersama dan lebar Belt. Rekomendasi kecepatan sabuk maksimum berdasarkan material yang diangkut dapat dilihat pada Tabel 5 (Swinderman, 2004).
Tabel 5. Rekomendasi Kecepatan Maksimum Belt Conveyor Berdasarkan material yang Diangkut dan Lebar Belt
Material yang diangkut
Kecepatan maksimum
(m/s)
Lebar sabuk (mm)
Biji-bijian, aliran lancar, material tidak Abrasive
2.5 450
3,5 600 -750
4,0 900 – 1050
5,0 1200 – 2400
Batubara, tanah liat, bijih tambang (lunak), tanah penutup, batu pecah halus
2,0 450
3,0 600 – 900
4,0 1050 – 1500
5,0 1800 – 2400
Berat, keras, sisinya tajam, batu pecah Kasar
1,8 450
2,5 600 – 900
3,0 > 900
Pasir cor, yang sudah siap (prepared) atau
belum (damp) 1,8 Semua ukuran
Pasir cor, yang sudah siap (prepared) dan
material kering abrasif, keluar dari belt 1,0 Semua ukuran
Material tidak abrasive
1,0 Kecuali untuk cacahan kayu diijinkan
1,5 - 2, 0
Semua ukuran
Sabuk pengumpan, untuk pengumpanan material ukuran kecil, tidak abrasif atau sedang, dari corong pengumpan (hopper)
atau silo (bin)
0,25 - 5,0 Semua ukuran
Kecepatan Belt Conveyor dan lebar sabuk (belt) merupakan faktor yang penting untuk diperhatikan dalam merancang belt conveyor, karena secara signifikan akan mempengaruhi perancangan Belt Conveyor. Kedua variable tersebut sangat berpengaruh terhadap kapasitas yang diangkut oleh Belt Conveyor. Secara umum, untuk nilai kecepatan Conveyor tertentu, lebar Conveyor dan kapasitas Belt Conveyor
akan meningkat bersamasama. (Juanda, 2002)
Menurut Rudianto (2013), Idler berfungsi sebagai bagian untuk menyangga Belt dalam operasi memindahkan material curah. Pemilihan sudut Idler juga berpengaruh terhadap luas penampang material pada Belt Conveyor, yang juga berpengaruh pada kapasitas angkut belt conveyor. Menurut Association
for Rubber Products Manufacturers US (2011) Untuk mencapai kapasitas dukung yang diinginkan dari material yang akan dipindahkan tanpa adanya tumpahan material, Belt Conveyor dioperasikan dengan menggunakan 3 buah rol Idler. nilai sudut Idler yang biasa digunakan berkisar diangka 20° - 45°, dapat dilihat pada Gambar 2.
Gambar 2. Belt Conveyor dengan Tiga Rol Idler (Anomim, 2011)
Kapasitas Belt Conveyor untuk Belt Conveyor horizontal dan Belt Conveyor miring atau dengan sudut inklinasi dapat dapat dihitung dengan persamaan menurut Juanda (2002) sebagai berikut :
Q S v 3600 k ...(1)
dimana :
Q = kapasitas angkut (ton/jam) S = luas penampang material (m2)
v = kecepatan Belt Conveyor (m/s)
k = faktor inklinasi ( untuk Belt Conveyor miring atau dengan sudut inklinasi) = Bulk Density (ton/m3)
Sudut inklinasi yang berbeda memiliki faktor inklinasi yang berbeda pula. Hal ini karena perbedaan inklinasi juga berpengaruh terhadap jumlah kapasitas yang diangkut. Hubungan antara sudut kemiringan dan faktor inklinasi dapat dilihat pada Tabel 6 (Swinderman, 2004).
Tabel 6. Hubungan antara sudut kemiringan (Inklinasi) dan faktor Inklinasi Sudut kemiringan K 2° 1,00 4° 0,99 6° 0,98 8° 0,97 10° 0,95 12° 0,93 14° 0,91 16° 0,89 18° 0,85 20° 0,81
Pada umumnya Belt Conveyor yang digunakan untuk transportasi material seperti batubara menggunakan Idler dengan 3 rol . Luas dari penampang material
Belt Conveyor menggunakan idler dengan 3 rol yang dapat dihitung dengan persamaan menurut Swinderman (2004) sebagai berikut : S =(l+ b−2l . cos λ). (b−2l) .Sinλ +( l +(b−l)cosλ 2 )².tanβ ...(2) dimana :
S = luas penampang material l = panjang rol
b = lebar efektif sabuk λ = sudut Idler
β = Surchage Angle
Berikut ini adalah rumus yang digunakan guna menghitung nilai luas penampang material yang diangkut oleh Belt Conveyor menurut Swinderman (2004) (Tabel 6).
Tabel 7. Sketsa Penampang dan Rumus Luas Penampang Material
Sketsa Penampang Rumus Luas Penampang
A. Idler dengan rol tunggal S = b² 4 . tan β h = b 2 . tan β h = tinggi material B. Idler dengan dua rol S = b² 4 . cos β. Sinλ +( b 2 . cos λ)².tanβ h =( b 2 . Sinλ )+( b 2 . cos λ.tanβ)
C. Idler dengan 3 rol ukuran sama S =(l+ b−l 2 . cos λ). (b−l) 2 .Sinλ +( l+(b−l)cosλ 2 )².tanβ h = (b−l) 2 . sin λ +.( l+(b−l) 2 .cosλ).tanβ l = panjang rol
C. Idler dengan 3 rol ukuran beda S =(l+ b−l 2 . cos λ). (b−l) 2 .Sinλ +( l+(b−l)cosλ 2 )².tanβ h = (b−l) 2 . sin λ +.( l+(b−l) 2 .cosλ).tanβ l = panjang rol tengah
E. Idler dengan lima rol ukuran sama S = (l+l.cos λ1).l.sin λ1 + (l+2l.cos λ1+
(b−3l) 2 sin
λ2)+( 1 2 +l.cos λ1 + (b−3l) 2 cos λ2) tanβ h = (b−3l) 2 sin λ2 + l.sin λ1 J. JADWAL PELAKSAAN
Rencana pelaksanaan penelitian Tugas Akhir ini adalah mulai tanggal 15 Februari sampai dengan 15 April 2016 dengan jadwal pelaksanaan sebagai berikut:
Tabel J.1. Uraian Jadwal Kegiatan Penelitian
No Uraian Kegiatan Minggu
ke-1 2 3 4 5 6 7 8
1 Orientasi Lapangan
2 Pengumpulan Referensi dan Data
3 Pengolahan Data, Konsultasi dan Bimbingan
4 Penyusunan dan Pengumpulan Laporan
K. PENUTUP
Demikianlah proposal pengajuan ini di buat sebagai bahan pertimbangan bagi Bapak/Ibu untuk dapat menerima kami untuk melaksanakan Tugas Akhirdi PT. Kaltim Prima Coal. Selanjutnya penulis sangat mengharapkan bimbingan serta arahan dari Bapak/Ibu serta kemudahan dalam mengadakan penelitian (akomodasi dan transportasi) ataupun pengambilan data-data yang diperlukan dalam pelaksanaan penelitian ini nantinya
L. DAFTAR PUSTAKA
Alfian, H. 2011. Analisa Pengaruh Ukuran Butir dan Tingkat Kelembaban Pasir Terhadap Performansi Belt Conveyor pada Pabrik Pembuatan Tiang Beton. Jurnal Dinamis Fakultas Teknik Usu,Volume.II No.8. Medan Anonim. 2011. Conveyor and Elevator Belt Handbook. Association for Rubber
Products Manufacturers, Inc : Indianapolis
Charles. GW.1964. Material and Belt Conveyor. Milwaukee Sewerage Comission : United States
Hartman, H.L. 1992. SME Mining Engineering Handbook. Society for Mining, Metallurgy, and Exploration, Inc : Colorado
Juanda. 2002. Perancangan, Pemasangan, dan Perawatan Konveyor Sabuk dan Peralatan Pendukung. PT. Junto Engineering : Bandung
Nasher, Z. 2014. Perancangan Konveyor Spreader Kapasitas 1200 TPH Untuk Material Batubara dengan 0,8 Ton/M3.Jurnal Ilmu Teknik Universitas
Brawijaya, 2(1). Malang
Rudianto. 2013. Rancang Bangun Belt Conveyor Trainner Sebagai Alat Bantu Pembelajaran. Jurnal Teknik Mesin Politeknik Kediri Volume.IV No.2. Kediri
Swinderman. 2004. Belt Conveyors for Bulk Materials. Conveyor Equipment Manufacturers Association : United States
