• Tidak ada hasil yang ditemukan

PEMBORAN PENGGALIAN KARAKTERISASI BATUAN - 2

N/A
N/A
rizard ndolu

Academic year: 2024

Membagikan "PEMBORAN PENGGALIAN KARAKTERISASI BATUAN - 2 "

Copied!
125
0
0

Teks penuh

(1)

n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B

PEMBORAN PENGGALIAN PEMBORAN PENGGALIAN KARAKTERISASI BATUAN

KARAKTERISASI BATUAN - 2 - 2

Suseno Kramadibrata

Laboratorium Geomekanika & Peralatan Tambang Fakultas Teknik Pertambangan & Perminyakan

Institut Teknologi Bandung

(2)

P em bo ra n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B P em bo ra n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B

Karakteristik Teknis

Karakteristik Teknis Batuan Batuan

 Batuan kuat membutuhkan energi pemboran dan penggalian lebih besar daripada batuan lemah

 Ketidakhadiran bidang lemah akan membutuhkan energi penggalian lebih besar untuk mendapatkan fragmentasi yang diinginkan, sedangkan adanya bidang lemah bisa mengakibatkan masalah pada kegiatan pemboran

 Batuan lunak atau plastik cenderung untuk menyerap energi pemboran dan penggalian

 Batuan ber-bobot isi tinggi membutuhkan energi

pemboran dan penggalian lebih besar.

(3)

n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B

Rock Structure Variation

Rock Structure Variation

(4)

P em bo ra n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B P em bo ra n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B

Laboratory Tests For Determining Laboratory Tests For Determining

Relevant Intact Rock Properties Relevant Intact Rock Properties

 Physical properties: , , porosity, absorption, & void ratio.

 Mechanical properties (static & dynamic): 

c

, 

t

, E, 

s

, c, , & 

 Dynamic properties: ultrasonic velocity

 Hardness

Determination of Physical Mechanical Properties

 Laboratory – performed on small rock samples obtained from field or bore hole

 Field - insitu test

 Steps laboratory test:

 Determination of physical properties of intact rock (non destructive test)

 Determination of mechanical properties of intact rock (destructive test)

(5)

n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B

Process of Process of Geotechnical Geotechnical

Investigation

Investigation

(6)

P em bo ra n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B P em bo ra n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B

Intact Rock Properties Intact Rock Properties

 Detailed information from target formations is essential for the successful evaluation of both primary & secondary programs. Core samples can yield this critical subsurface information.

 With quality cores, mining geotechnical engineers can more fully understand

formation characteristics & more efficiently achieve production objectives.

 High quality cores provide the most accurate lithology & physical & mechanical intact rock properties for building the geologic model of the open pit mine design.

 Core quality is the key. The sample must be obtained without altering its native (in-situ) properties. Informed application of specialized tools and techniques can produce quality core samples.

 The core sample is only as good as the formation data that can be derived from it

 Careful review of core and log data can yield

critical subsurface information

(7)

n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B

Standard Test for Determining Mechanical Standard Test for Determining Mechanical

Properties of Intact Rock Properties of Intact Rock

 Uniaxial compressive strength (UCS): static & dynamic

 Uniaxial tensile strength (UTS) – Brazilian test: static & dynamic

 Young’s Modulus: static & dynamic

 Poisson’s ratio: static & dynamic

 Shear strength

 Ultrasonic velocity

(8)

P em bo ra n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B P em bo ra n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B

Determination of Physical &

Determination of Physical &

Mechanical Properties of Intact Rock Mechanical Properties of Intact Rock

Sample preparation

 Direct diamond drilling BQ, NQ HQ (35 - 75 mm) & L/D = 2 – 2.5

 Rock sample is cored/drilled from lump rock samples

 Cylindrical specimen: BQ, NQ HQ (35 - 75 mm) & L/D = 2 – 2.5

 For UCS & Triaxial test: cut specimen, flat, parallel both ends and perpendicular each other.

 Measure L & D, area and volume

(9)

n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B

Log Bor

Log Bor

(10)

P em bo ra n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B P em bo ra n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B

Checking Parallelism

Checking Parallelism & & Flatness Flatness Weighing Rock Specimen

Weighing Rock Specimen

 Natural weight specimen: Wn

 Dry weight specimen, after 24 hr in oven with T ± 90

o

C:

Wo

 Saturated weight specimen, after saturation immersed in water 24 hr: Ww

 Saturated weigth specimen immersed in water: Ws

 Specimen volume without pores: Wo - Ws

 Total volume specimen: Ww - Ws

(11)

n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B

S S ifat Fisik ifat Fisik

& Mekanik

& Mekanik Batuan Utuh Batuan Utuh

Sifat batuan Paramater Pengaruhnya

Sifat Fisik Kandungan air

Bobot isi

Porositas

Pemboran, Penggalian

Pemboran, Penggalian

Pemboran, Penggalian Kekerasan

Material Kekerasan Mineralogi

Kekerasan Mohs & Rosival

Koefisien Cementasi

Cone indenter

Uji Dynamic rebound

Shore sclerescope

Schmidt rebound hammer

Modified Schmidt hammer

Pemboran, Penggalian

Pemboran, Penggalian

Pemboran, Penggalian

Penggalian

Penggalian

Penggalian

Penggalian

Pemboran, Penggalian Standard

Kuat Batuan Kuat Tekan – UCS

Kuat Tarik Brazilian

Kuat Geser

Pemboran, Penggalian

Pemboran, Penggalian

Penggalian Perilaku

Konstitutif Uji UCS

Young's Modulus

Spesifik Fraktur Energi

Toughness Index

Pemboran, Penggalian

Pemboran, Penggalian

Penggalian Indeks

Kekuatan Batuan

Brittleness index

Point Load Index-PLI

Impact Strength Index-ISI

O&K Wedge Test

Hardgroove Grindability Index

Breaking Characteristic

Rock Drillability

Drilling Rate Index

Drillability Barre Granite

Penggalian

Pemboran, Penggalian

Penggalian

Penggalian

Pemboran, Penggalian

Pemboran

Pemboran

Pemboran

Pemboran Sifat Dinamik Kecepatan Seismik Lab Penggalian

(12)

P em bo ra n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B P em bo ra n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B

Efek Skala

Efek Skala

(13)

n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B Physical Properties Physical Properties

Ws Wo

Wo

density Water

Ws Wn

Wo density

Apparent

Ws Ww

density Wo Saturated

Ws Ww

density Wo Dry

Ws - Ww density Wn

Natural

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

100%

Ws x - Ww

Wo - n Ww

- Porosity

100%

Wo x - Ww

Wo - saturation Wn

of Degree

100%

Wo x Wo - content Ww

water Saturated

100%

Wo x Wo - content Wn

water

Natural

(14)

P em bo ra n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B P em bo ra n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B

Axial (%)

 (MPa) σc

50% σc

Δε

Δσ σYP

Secant

 (MPa)

Δσ

σ

c

σYP

Δε Average

 (MPa) σc

Δε

Δσ 50% σc

σYP

Tangent

Strength failure D

4. Unstable crack propagation Critical energy release (long term strength) C

3. Stable crack propagation Fracture initiation B

2. Perfectly elastic deformation

Crack closure A

1. Closing cracks O

ε

= lateral strain;

ε

v = volumetric strain;

ε

a= axsial strain Stress

Strain

ε

a

ε

l

ε

v

L A

V

2

Strain

Volumetric      

Yield point

Stress Strain Curve of Stress Strain Curve of

UCS Test

UCS Test

(15)

n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B

Perilaku

Perilaku

Deformasi

Deformasi

Batuan Utuh

Batuan Utuh

(16)

P em bo ra n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B P em bo ra n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B

Kuat

Kuat T T ekan ekan U U niaksial (UCS) niaksial (UCS)

Klasifikasi

UCS (MPa)

Bieniawski, 1973 Tamrock, 1988

Sangat keras 250 - 700 200 [7]

Keras 100 - 250 120 – 200 [6-7]

Keras sedang 50 - 100 60 – 120 [4,5-6]

Cukup lunak - 30 – 60 [3-4,5]

Lunak 25 - 50 10 – 30 [2-3]

Sangat lunak 1 - 25 - 10

(Tamrock Surface Drilling and Blasting, 1988), Mohs Hardness [-]

(17)

n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B

Klasifikasi

Klasifikasi Jenis Aplikasi Gigi Gali Jenis Aplikasi Gigi Gali

(Durst & Vogt, 1988 & Hagan, 1990) (Durst & Vogt, 1988 & Hagan, 1990)

Alat Gali Klasifikasi Batuan Utuh UCS (MPa)

Wedge tooth Sangat lunak < 20

Drag/point pick Sangat lunak - lunak < 124

Disc cutter Lunak - keras 5 - 130

Button cutter Keras - sangat keras > 240

(18)

P em bo ra n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B P em bo ra n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B

 Energi Fraktur Spesifik UCS = Wsf =  c x  p

E c 2

 2

 Toughness Indeks (Singh, 1983) = TI = x 100

 Energi Fraktur UCS = Wf = ½ Fp x 

 Rock Toughness (Farmer, 1986) = RT=

E c

 2

Persamaan Kurva Tegangan Regangan

Persamaan Kurva Tegangan Regangan

(19)

n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B

Klasifikasi Penggalian

Klasifikasi Penggalian Rock Rock Cutting Menurut Cutting Menurut Kekuatan Batuan

Kekuatan Batuan (Atkinson et al 1986) (Atkinson et al 1986)

T E

i

= 

c2

x 100 Kriteria Kekuatan 2

Batuan UCS

c

Young’s Modulus

E

Modulus of Toughness

T

MPa GPa (lb/in

3

) Penurunan Perhitungan

High 108.3 40 72.72 45 40.0

Medium 116.0 29 44.05 25 23.8

Low 58.5 13.4 18.32 15 12.2

Very low 29.9 7.8 7.13 9 5.8

(20)

P em bo ra n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B P em bo ra n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B Kuat Tarik Brazilian (UTS) Kuat Tarik Brazilian (UTS)

 UTS << UCS

 UCS/UTS = Toughness ratio

= Brittleness Index

 BI semakin besar, kinerja alat gali potong meningkat beberapa kali lipat

F

F Contoh

Batuan

Plat tekan atas

Plat tekan bawah

D

(21)

n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B Kuat Tarik Dinamik Kuat Tarik Dinamik

 Kuat tarik dinamik batuan jauh lebih kecil daripada kuat tekan statiknya.

 Kuat tarik dinamik sangat penting untuk diketahui dalam proses penggalian mekanis dan peledakan.

 Tegangan tarik tangensial harus lebih besar daripada kuat tarik dinamik agar terjadi rekahan radial

 Bila spalling diinginkan untuk terjadi, kuat tarik dinamik

harus lebih kecil daripada tegangan tarik radial yang

dihasilkan dari pantulan pulsa tegangan tekan awal di

bidang bebas.

(22)

P em bo ra n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B P em bo ra n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B Klasifikasi Brittleness Index Klasifikasi Brittleness Index

Brittleness Index Keterangan

6 – 7 Sangat tough & plastik

7 – 8 Tough & plastik

8 – 12 Rata-rata jenis batuan

12 – 15 Sangat brittle tak plastik

15 – 20 Sangat brittle

(23)

n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B

Kecepatan

Kecepatan U U ltrasonik ltrasonik

 Uji (ISRM 1981) untuk mengukur cepat rambat gelombang ultrasonik pada contoh batu sebelum uji UCS.

 cepat rambat gelombang primer (VLp)

 cepat rambat gelombang sekunder (VLs).

 Modulus Elastik dinamik dapat dihitung.

 Kemampugalian batuan ditentukan juga oleh karakteristik

dinamiknya, karena perjalanan gelombang akibat benturan mata bor dan gigi-gigi alat gali terhadap batuan merupakan gerakan dinamik.

 Setiap batuan selalu memiliki rekahan awal (pre-existing cracks).

Tergantung dari proses pematangannya didalam, rekahan awal ini dapat saja bertambah.

 Menaiknya rekahan awal akan menurunkan kecepatan ultrasonik.

(24)

P em bo ra n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B P em bo ra n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B

Kec. Rambat Gel. Ultrasonik Kec. Rambat Gel. Ultrasonik

 Kecepatan rambat gelombang tekan

 Kecepatan rambat gelombang geser

 Modulus Young dinamik

 Modulus geser dinamik

 Nisbah Poisson dinamik

(25)

n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B

S S ifat Mekanik Batuan Utuh Menurut ifat Mekanik Batuan Utuh Menurut Uji Indeks

Uji Indeks

 Point Load Index (aksial & diametrikal) - ISRM, 1985

 Breaking Characteristic

 Rock Drillability

 Drilling Rate Index

 Drillability Barre Granite

 Cutting Resistance Wedge Test (FA & FL) - O & K

 Voest Alpine Rock Cuttability Index (VA-RCI)

 Core Cuttability (Roxborough, 1981)

 Impact Strength Index

(26)

P em bo ra n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B P em bo ra n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B Point Load Index (PLI) Point Load Index (PLI)

 Uji PLI dilakukan untuk mengetahui kekuatan (strength) contoh batu secara tidak langsung di lapangan

 Bentuk contoh batu: silinder atau tidak beraturan.

 Peralatan yang digunakan mudah dibawa-bawa, tidak begitu besar dan cukup ringan sehingga dapat dengan cepat diketahui kekuatan batuan di lapangan, sebelum dilakukan pengujian di laboratorium.

 Contoh yang disarankan untuk pengujian ini berbentuk silinder dengan diameter = 50 mm (NX = 54 mm).

 Fracture Index dipakai sebagai ukuran karakteristik diskontinuiti dan Fracture Index dipakai sebagai ukuran karakteristik diskontinuiti dan didefinisikan sebagai jarak rata-rata fraktur dalam sepanjang bor inti didefinisikan sebagai jarak rata-rata fraktur dalam sepanjang bor inti

atau massa batuan

atau massa batuan

(27)

n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B

Tipe & Syarat Contoh Tipe & Syarat Contoh

Batuan Uji PLI Batuan Uji PLI

(ISRM, 1985) (ISRM, 1985)

L

P

D

W

D D

L

W1

W2

L > 0,5D

P P

P

(28)

P em bo ra n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B P em bo ra n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B Breaking Characteristics Breaking Characteristics

 Breaking characteristic menggambarkan sifat batuan sebagai reaksi apabila dipukul dengan palu.

 Setiap jenis batuan mempunyai sifat khusus dan derajat kerusakan yang berhubungan dengan tekstur, komposisi mineral, dan strukturnya.

 Breaking characteristic berbagai batuan dinyatakan sebagai The Los Angeles Co-Efficient (ukuran relatif untuk menentukan tahanan batuan terhadap

penghancuran).

(29)

n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B

Kemampuboran Batuan Kemampuboran Batuan

 Kemampuboran batuan (rock drillability) adalah kecepatan penetrasi (penembusan) mata-bor ke dalam batuan & merupakan fungsi dari beberapa sifat batuan:

 kekuatan batuan utuh

 mineralogi

 abrasivitas

 kekerapan kekar

 ukuran butir

 tekstur

 derajat pelapukan, dan lain sebagainya.

 Beberapa metoda empirik telah dikembangkan untuk memperkirakan unjuk kerja pengeboran dalam macam-macam batuan.

 Indeks khusus untuk kemampuboran antara lain:

 Drilling Rate Index (DRI) atau indeks laju pengeboran

 Bit wear index (BWI)

 Klasifikasi jenis batuan berdasarkan drillability dari Barre granite Moh's test

 Klasifikasi Protodyakonov

 BWI & DRI saling berbanding terbalik. Jika batuan mempunyai BWI rendah

(30)

P em bo ra n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B P em bo ra n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B

Drilling Rate Index

Drilling Rate Index (DRI) (DRI)

 DRI dibuat pada 1979, di University of Tronheim (Norwegia).

 Metode DRI ini untuk menghitung laju penembusan

 DRI bukan merupakan petunjuk langsung kecepatan pengeboran tetapi merupakan ukuran relatif dari kecepatan pengeboran.

 DRI ditentukan berdasarkan dua parameter:

 Harga kerapuhan S

20

(friability value S

20

)

 Harga Sievers J (SJ value)

(31)

n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B

Drilling Rate Index Drilling Rate Index

 Dengan menggunakan S

20

dan SJ, DRI dapat ditentukan

 Dengan menggunakan sebuah miniatur drill dengan mata bor dia 10 mm diputar dengan 280 putaran.

 Contoh batuan dengan ukuran 10 x 10 x 10 cm dibor dengan penekanan 20 kg. Hitung kedalaman hasil pengeboran. SJ = rata-rata kedalaman dari 4-8 kali pengeboran dan dinyatakan dalam 0.1 mm

 S

20

diukur dari brittleness test:

 Beban 14 kg dijatuhkan berulang-ulang (20 kali) dari ketinggian 25 cm terhadap contoh seberat 0,5 kg.

 S

20

= Prosentase undersize saringan 11,2 mm

(32)

P em bo ra n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B P em bo ra n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B

Penentuan Penentuan

S S 20 20 dan SJ dan SJ

(33)

n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B

Penentuan Drilling Rate Index Penentuan Drilling Rate Index

Drilling Rate Index,

DRI Bit Wear Index, BWI

Sangat rendah 21 Sangat tinggi 63 Rendah sekali 28 Tinggi sekali 53

Rendah 37 Tinggi 43

Medium 49 Medium 33

Tinggi 65 Rendah 23

Tinggi sekali 86 Rendah sekali 13 Sangat tinggi 114 Sangat rendah 3

Classification of Drilling Rate Index and Bit Wear Index for rock formations with

quartz content of 10-40%

(34)

P em bo ra n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B P em bo ra n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B

 Kecepatan pemboran relatif dalam barre granite ditetapkan mempunyai harga 1,00 dan drillability dari bermacam-macam

batuan dapat diperoleh dengan mengalikan kecepatan pengeboran dalam barre granite dengan faktor drillability yang tercantum dalam tabel.

 Kecepatan pengeboran dalam barre granite 90 cm/menit, faktor drillability dari batuan gamping di Tulsa = 1,2, maka kecepatan pengeboran dalam batuan gamping Tulsa adalah 108 cm/menit.

Klasifikasi

Klasifikasi B B atuan atuan M M enurut enurut

Drillability Barre Granite

Drillability Barre Granite

(35)

n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B

Rumus

Rumus K K ombinasi ombinasi K K ecepatan ecepatan P P engeboran engeboran D D alam alam B B arre arre G G ranite ranite

 N = 31 P/d 1,4

 Keterangan:

N = kecepatan pengeboran netto dalam "barre granite"

(m/menit)

P = rock drill (kinetic) out put power (KW)

D = diameter lubang (mm)

 Contoh:

Rock drill H L 538

Kinetic out put power = 15,5 KW Diameter lubang = 89 mm

Kecepatan pengeboran netto = 0,87 m/menit

(36)

P em bo ra n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B P em bo ra n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B

Drilling Rate Index Drilling Rate Index

10 20 30 40 50 60 70 80 90

Drilling Rate Index

GRANITE GNEISS ANORTHOSITE

AMPHIBOLITE

MICA GNEISS

MARBLE LIMESTONE

QUARTZITE

PHYLITE DIABASE

PEGMATITE SANDSTONE

DIORITE

SLATE SHALE GABBRO

MONTSONITE NORITE GREYWACKE

MICA SCHIST GNESIS GRANITE

GNESIS

GRANITE TACONITE

(37)

n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B

Drillability Factor

Drillability Factor B B atuan atuan

Jenis Batuan Asal Batuan DF Jenis Batuan Asal Batuan DF

Andesit Messy Rock, Washington, USA 1,27 Magnesite Vienna, Austria 0,94

Banded gneiss Soina, Sweden 0,89 Magnesite Kiruna, Sweden 0,67

Barre granite Barre, Vermont, USA 1,00 Magnesite Canada 0,55

Basalt New York, USA 0,56 Magnesite Kiruna, Sweden 0,56

Calcite Hanover, Pa. USA 0,89 Magnesite Kirkland Lake, Ontario, Canada 0,59

Chalco-pyrite New Guinea 0,78 Pegmatite Vancouver, B.C. Canada 0,67

Diorite Oregon, USA 0,34 Porphyry Denver, Colorado, USA 0,82

Dolomite Hanover, Pa. USA 1,70 Porphyry Murdockville, Quebec, Canada 0,89

Felsite Denver, Colorado, USA 0,75 Quartzite Canada 0,33

Granite Westchester, NJ. USA 0,67 Quartzite Minessota, USA 0,56

Granite Snettlesham Dam, Alaska, USA 0,78 Quartzite Canada 0,72

Granite Newark, NJ. USA 1,05 Quartzite New Zealand 0,78

Granite California, USA 1,10 Rhyolite Kirkland Lake, Ontario, Canada 0,60

Granite gneiss Lamburg, NJ. USA 0,67 Sandstone Michel, B.C. Canada 0,75

Granite gneiss Vancouver, B.C. Canada 0,89 Sandy dolomite Hanover, Pa. USA 0,60

Hermanite red Sarajevo, Yugoslavia 1,50 Shale Michel, B.C., Canada 0,75

Limestone Washington, USA 0,78 Shale Scranton, Pa. USA 2,00

Limestone Millerville, Va. USA 0,89 Siderite Sufferen, N.Y. USA 0,89

Limestone Buffalo, N.Y. USA 0,89 Siderite Sarajevo, Yugoslavia 0,90

(38)

P em bo ra n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B P em bo ra n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B

O&K Wedge Test O&K Wedge Test

 Uji wedge ini mulanya dikembangkan oleh Oreinstein dan Koppel (O&K) dari Lübeck, Jerman (Rasper, 1975) untuk menentukan tahanan gali (digging resistance) batuan keras dan kompak

 Untuk analisa kemampugalian BWE dengan gigi tipe pahat pipih (wedge) & gigi tipe point pick menggunakan PLI

 Uji ini dipublikasikan dalam O&K Publication Soil testing equipment operating instructions No. 834 601-12.

 Prosedur ideal penentuan kemampugalian (diggability) suatu batuan

dengan BWE adalah dengan melakukan pengujian insitu dengan

BWE-nya di lapangan

(39)

n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B

Wedge Test Wedge Test

 Contoh batuan 15 cm x 15 cm x 15 cm dan ditekan oleh baji hingga belah.

 F

L

= F

A

=

F

L

= Tahanan gali per unit panjang, kN m

-1

. F

A

= Tahanan gali per unit luas, kN m

-2

= kPa. F = Beban belah, N.

L = Panjang total bagian yang terbelah, m.

A = Luas total bagian yang terbelah, m

2

. L

F

A

F

(40)

P em bo ra n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B P em bo ra n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B

Voest-Alpine Rock Cuttability Index Voest-Alpine Rock Cuttability Index

VA-RCI VA-RCI

 VA-RCI dikembangkan di Zeltweg, Austria (Gehring, 1982)

 Untuk analisa kinerja road header dan tunnel boring machine.

 Contoh batuan 

min

7 cm & di semen moulded 10x10x10 cm lalu dipotong jadi 2 contoh 10x10x5 cm.

 Pengujiannya menggunakan pin besi-baja bulat yang ujungnya dipasang tungsten carbide yang dipasang pada mesin gurdi.

 Pin dijepit mesin bor & ditempelkan di atas contoh dengan 764 rpm (radius = 25 mm), 5 detik dan beban statik 200 N.

 Kedalaman parit diukur 4 sisi siku dengan ketelitian 0.1 mm.

 VA-RCI dihitung dari kedalaman rata-rata dari

empat pengukuran.

(41)

n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B

Uji Core Cuttability Uji Core Cuttability

 Prosedur uji core cuttability menurut Roxborough (1987)

 Uji ini mencari Energi Spesifik suatu contoh batuan

 ES menghitung gaya potong & gaya normal rata-rata yang diperlukan oleh sebuah pick memotong parit sepanjang tertentu pada sebuah contoh batu berbentuk silinder

 Gaya potong memberikan tegangan transient pick saat memotong, gaya normal adalah gaya yang harus dibangkitkan oleh sebuah mesin saat mempertahankan kedalaman pemotongannya

 Gaya potong adalah satu dari gaya-gaya ortogonal yang bekerja pada

pick saat memotong batu.

(42)

P em bo ra n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B P em bo ra n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B

Uji Core Cuttability Uji Core Cuttability

 W = 12.7 mm, d = 5 mm, =

25 cm Contoh diputar sebesar 90

o

agar diperoleh

pemotongan ulang yang sama dan sejajar.

 Lakukan 4 kali pemotongan dan total panjang pemotongan menjadi 1 m

 Pick chisel w = 12.7 mm, FRA 0

o

, BCA 5

o

.

 Tungsten carbide kualitas

standard, grain nominal 3 - 3.5

mm, cobalt 9 - 10%.

(43)

n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B

(44)

P em bo ra n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B P em bo ra n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B

Metoda Penentuan Cutting Performance Metoda Penentuan Cutting Performance

Roadheader Roadheader

Nuh BILGIN, Cemal BALCI, Istanbul - 2005 Nuh BILGIN, Cemal BALCI, Istanbul - 2005

Core cutting test rig in Istanbul Technical University Tool width of 12.7 mm

Depth of cut of 5 mm Rake angle of (-5°),

Back clearance angle of 5°

(45)

n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B

Laboratory Cuttability Test Laboratory Cuttability Test

Serhat Keleş (2005)

(46)

P em bo ra n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B P em bo ra n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B

Tipikal

Tipikal G G aya aya P P otong otong & & E E nergi nergi P P otong otong

B B atuan atuan

(47)

n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B

G G aya aya P P otong otong & & E E nergi nergi P P otong otong B B atuan atuan Pasir Pasir

Grafik F LC Terhadap Distance (DOC = 7 mm)

0.00 0.50 1.00 1.50 2.00

0 2 4 6 8 10 12 14 16

F C (k N )

Data

(48)

P em bo ra n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B P em bo ra n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B

Bölükbasi, Koncagül & Pasmehmetoglu (1991) Bölükbasi, Koncagül & Pasmehmetoglu (1991)

 Bölükbasi, dkk. (1991) tahanan potong spesifik luas (FA) berkorelasi baik dengan Energi Spesifik Laboratorium (ESL) dari Core Cuttability Test (Roxborough, 1987).

 ESL bukan size dependent dan arah uji potongnya dapat disesuaikan untuk normal terhadap bidang perlapisan.

 Tahanan potong spesifik luas (FA) sangat dipengaruhi oleh ukuran contoh dan anisotropik material bila ukuran percontoh standard tidak dapat dipenuhi, dan bila ujinya tidak dapat dilakukan tegak lurus terhadap bidang perlapisan.

 Bölükbasi, dkk. (1991): suatu massa batuan dengan maksimum ESL sebesar

3,72 MJ/bcm masih dapat digali

(49)

n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B

Kurva Time vs. Power Kurva Time vs. Power

VASM2D-160 VASM2D-160

Power & Height vs Time BL160CM1

0 100 200 300 400 500 600 700

0 10 20 30 40 50 60 70

Time (s)

Power (kW)

-1 0 1 2 3 4 5 6

Height (m)

 Kebutuhan power berubah sesuai dengan posisi gali

 Efisiensi penggalian dapat dilakukan dengan menganalisa kurva power – tinggi

 Ketebalan penggalian menentukan efisiensi

penggalian

(50)

P em bo ra n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B P em bo ra n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B

Energi Spesifik - UCS Energi Spesifik - UCS

Contoh beton Fc Puncak (kN)

Volume (cm3)

ES UCS (MJ/m3)

ES VARCI (MJ/m3)

UCS (MPa)

Beton

1:5 3,69 43 0,74 17,16 3,56

1:7 3,17 65 1,06 9,75 3,44

1:10 2,99 90 0,52 6,64 2,02

Beton &

sisipan

Mudstone 3,08 118 - 5,22 -

Sandstone 2,63 89 - 5,91 -

Claystone 4,55 110 - 8,27 -

(51)

n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B

Aplikasi

Aplikasi R R oadheaders oadheaders Sebagai Fungsi K Sebagai Fungsi K ekar ekar & &

Energi Spesifik (McFeat-Smith, 1978) Energi Spesifik (McFeat-Smith, 1978)

Batas mak SE Lab.

Kinerja umum penggalian (Mc Feat-Smith, 1978) Mesin

Berat Mesin Medium

32 MJ/m

3

20 MJ/m

3

Mesin hanya dapat memotong batuan ini secara ekonomis bila berbentuk perlapisan setebal kurang dari 0.3 m. Modifikasi mungkin diperlukan.

25 MJ/m

3

15 MJ/m

3

Kinerja penggalian buruk. Pergantian pick aus secara regular akan membantu kebutuhan energi gali & me-ngurangi bagian aus. Lebih baik pakai point attack pick dengan kecepatan rendah dan besi sangga samping akan memperbaiki stabilitas.

20 MJ/m

3

12 MJ/m

3

Kinerja penggalian sedang. Untuk batuan abrasive perlu sering periksa pick, karena pick tajam akan memperbaiki kinerja.

17 MJ/m

3

8 MJ/m

3

Kinerja sedang - baik dengan keausan rendah. Pick diganti regular untuk batuan

abrasiv.

(52)

P em bo ra n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B P em bo ra n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B

Klasifikasi Roadheaders Klasifikasi Roadheaders

 Dosco Overseas Engineering ltd

 heavy duty Roadheader (berat Roadheader 98 ton),

 medium duty Roadheader (berat Roadheader 53 tonnes), dan

 light duty Roadheader (berat Roadheader 34 tonnes).

 Gehring K. H.

 Heavy Duty Roadheader: 50-80 ton dan

 Medium Duty Roadheader: 23-50 ton

(53)

n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B

Klasifikasi Roadheader Klasifikasi Roadheader

Nuh BILGIN, Cemal BALCI, Istanbul - 2005 Nuh BILGIN, Cemal BALCI, Istanbul - 2005

Kelas

Roadheader Berat (t) Cutterhead

power (kW) Maks Penampang

(m

2

) Maks UCS

(MPa) RQD

(%)

Light 8-40 50-170 25 40-60 -

Medium 40-70 160-230 30 60-90 -

Heavy 70-110 250-300 40 90-110 <80

Extra heavy >100 350-400 45 110-140 <60

(54)

P em bo ra n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B P em bo ra n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B

Impact Strength Index

Impact Strength Index (ISI) (ISI)

 ISI (Evans & Pomeroy, 1966) & uji

Protodyakonov adalah sejenis.

 Uji ISI menggunakan peralatan khusus

 Contoh batu:

 ukuran 0.95 - 0. 32 cm

 berat 100 gram

 dipukul dengan piston sebanyak 20 kali

 sisa batuan

berukuran semula

ditimbang dan sama

dengan ISI

(55)

n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B

Hubungan UCS

Hubungan UCS & & PLI PLI

) 50

Is(

 

Referensi Persamaan Tipe Batuan

Broch & Franklin (1972) Bieniawski (1975)

Brook (1985)

c

= 24I

s(50)

c

= 23I

s(50)

c

= 22I

s(50)

batu pasir

batuan beku, batuan sedimen -

Singh (1981)

Vallejo et al. (1989)

shale

batu pasir

Kramadibrata (1992)

c

= 18,7I

s(50)

c

= 12,5I

s(50)

c

= 17,4I

s(50)

c

= 11,82I

s(50)

batu pasir dan shale -

shale batu pasir

batu pasir dan batu lempung

Gunsallus & Kulhawy (1984) Cargill & Shakoor (1990) Kahraman (2001)

c

= 16,51

s(50)

+ 51

c

= 23I

s(54)

+13

c

= 8,41I

s(50)

+ 9,51

dolostone, batu pasir, batu gamping batuan sedimen, batuan metamorf

batuan beku, batuan sedimen, batuan metamorf

(56)

P em bo ra n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B P em bo ra n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B

Block Punch Index (BPI) Block Punch Index (BPI)

 Salah satu alternatif uji indeks yang relatif baru untuk memperkirakan nilai kuat tekan dari batuan & berguna untuk batuan berfoliasi tipis sehingga sulit untuk mendapatkan contoh representatif untuk UCS & PLI sekalipun.

 Uji BPI dilakukan untuk mengetahui kuat geser secara langsung dari contoh batuan yang berbentuk silinder tipis.

 Diperoleh gaya dikenakan pada contoh batuan menggunakan punch berbentuk empat persegi. Keruntuhan yang terjadi disebabkan oleh pecahnya contoh batuan karena ketidakmampuan contoh batu untuk menahan kuat geser, sedangkan kuat tariknya dieliminir dengan alat penjepit block punch.

 BPI = Block Punch Index (MPa) F = Beban runtuh (N) r = Jari-jari contoh (mm)

 A = Luas bagian runtuh (mm

2

) K = Lebar BPI = 15 mm t = tebal contoh (mm)

5 , 2 0 2

2 r K

t 4 BPI F

 

 

 

 

 

(57)

n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B

Block Punch Index (BPI)

Block Punch Index (BPI)

(58)

P em bo ra n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B P em bo ra n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B

Hubungan UCS & Block Punch Index (BPI) Hubungan UCS & Block Punch Index (BPI)

 Schrier (1988) BPI adalah uji indeks dan bukan untuk mengukur kuat geser batuan karena kemungkinan dipengaruhi oleh tegangan bending (Everling, 1964).

 Uji BPI ekuivalen dengan uji indeks lainnya untuk menduga UCS, & tingkat akurasinya yang lebih baikdaripada uji PLI.

 Rivai (2001): hubungan UCS & BPI dapat dilakukan untuk batuan lunak karena penekanan yang terjadi pada uji BPI menyangkut suatu luas yang lebih besar dari point sehingga akan memberikan efek geser.

Referensi Persamaan Tipe Batuan

Schrier (1988)

Ulusay & Gokceoglu (1998) Rivai (2001)

c

= 6,1BPI – 3,3

c

= 5,5BPI

c

c

= 7,13BPI

c

batuan beku, batuan sedimen, batuan metamorf

batuan beku, batuan sedimen, batuan metamorf

batu pasir, batu lempung, batu lanau, batu andesit

(59)

n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B Hubungan UCS & Impact Strength Index (ISI) Hubungan UCS & Impact Strength Index (ISI)

 Uji ISI sudah tidak direkomendasikan lagi oleh ISRM 1986 – Commision on Testing Methods Groups on Test For Drilling and Boring, sehingga perkembangan penelitian untuk mengembangkan kegunaannya, baik untuk memprediksi nilai UCS maupun manfaat lainnya, menjadi kecil.

 Kahraman (2001), data hasil uji ISI relatif konsisten daripada UCS dan uji indeks lainnya.

Referensi Persamaan Tipe Batuan

Hobbs (1964) 

c*

= 53ISI – 2509

Goktan (1988) 

c

= 0,095ISI – 3,667 batuan sedimen

(60)

P em bo ra n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B P em bo ra n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B

Klasifikasi

Klasifikasi Penggalian Penggalian Protodyakonov Protodyakonov (Durst & Vogt, 1988)

(Durst & Vogt, 1988)

Kelas Kekuatan material Tipe tanah / batuan ISI

MPa UCS

MPa I Batu paling keras Solid & tough quartz &basalt 20 200

II Batu sangat keras Porphyritic, quartz, granite 15 150

III Batu keras Granite, hard sandstone, iron ore 10 100

IV Relatif batu keras Normal sandstone, iron ore 6 60

V Batu keras medium Hard clay slate, soft-sand stone & limestone 4 40 VI Relatif batu luak Soft clay, v. soft sand-stone, chalk, fine sand,

anthracite, cemented pebble sandstones 2 20 VIa Relatif batu luak Gravel soil, broken salte, hard fossil coal,

hardened clay 15 15

VII Batu lunak Hard clay, soft fossil coal, clayey soil, hard

brown coal 1 10

VIIa Batu lunak Gritty clay, coarse clay, loess 0.8 -

VIII Tanah Top soil, peat loam, sand 0.6 -

IX Tanah lepas Sand, dumped soils, soft brown coal 0.5 -

X Tanah lumpur Mud, muddy loess - -

(61)

n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B

Schmidt Hammer Schmidt Hammer

 Ada 2 tipe untuk batu dan beton: L & N. Energi impak (EI) tipe L = 0,735 J = 1/3 EI tipe N & dimensinya juga lebih besar.

 Tipe L untuk uji contoh batuan silinder & tipe N untuk contoh batuan besar; blok batuan / langsung pada massa batuan.

 Terdiri dari piston yang dikombinasikan dengan per. Piston secara otomatis terlepas dan menumbuk permukaan kontak dengan batuan ketika hammer ditekan ke arah permukaan batuan. Piston tersebut akan segera memantul kembali ke arah dalam hammer. Jarak pantul piston yang terbaca pada indikator dinyatakan sebagai nilai pantul Schmidt Hammer.

Nilai pantul Schmidt Hammer = rata-rata 10 pengujian.

Jarak pantulan ini merupakan fungsi dari jumlah energi impak yang hilang akibat deformasi plastik dan failure dari batu di tempat terjadinya impak.

 Nilai pantul fungsi orientasi dari hammer. Pengujian dengan menekan hammer relatif ke arah bawah menghasilkan nilai pantul < daripada menekan hammer ke arah atas. Gaya gravitasi akan menghambat pantulan piston pada saat

hammer ditekan ke arah bawah sebab arah pantul dari

1. Contoh batuan 2. Impact plunger
(62)

P em bo ra n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B # P em bo ra n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B

Hubungan UCS & Schmidt Hammer Hubungan UCS & Schmidt Hammer

Hubungan tsb memperlihatkan kecenderungan

penggunaan bobot isi sebagai variabel tambahan pada hampir semua persamaan korelasi antara UCS dan

Schmidt Hammer

Referensi Persamaan Tipe Batuan Tipe

Hammer 1. Deere & Miller, 1966

2. Kidybinski, 1968 3. Beverly et al., 1979

4. Haramy & DeMarco, 1985 5. Cargill & Shakoor, 1990 5.1. batu pasir

5.2. karbonat

6. Kahraman, 2001

1. 

c

= 6,9 ×10

(0,16+0,0087Rn)

2. 

c

= 0,477e

(0,045Rn+)

3. 

c

= 12,74e

(0,0185Rn)

4. 

c

= 0.094R

n

– 0,383

.1.

c

= e

(0,043Rnd + 1,2)

.2.

c

= e

(0.018Rnd + 2,9)

1. - 2. - 3. -

4. batu bara

5. sedimen, metamorf

6. tiga jenis batuan

L

-

L

L

L

N

(63)

n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B

Hubungan UCS & Kecepatan Ultrasonik Vp Hubungan UCS & Kecepatan Ultrasonik Vp

 Vp untuk pemilihan alat gali dan penentuan keberadaan kekar

 Hubungan UCS & Vp sulit ditentukan tanpa memperhitungkan faktor- faktor di dalam batuan.

 Faktor-faktor: beban pada contoh saat pengujian, porositas, pre-existing crack, bobot isi, kandungan air, ukuran butir & komposisi mineral.

 Kahraman (2001) hubungan non-linear antara 

c

dan Vp dengan

menggunakan variasi contoh batuan daripada penelitiannya Goktan &

Wade et al. sehingga lebih andal utk prediksi UCS daripada Vp.

Referensi Persamaan Tipe Batuan

Goktan (1988) Wade et al. (1993) Kahraman (2001)

c

= 0,036v

p*

- 31,18

c = 0,055v

p

* - 91,44

 = 9,95v

1,21

batuan sedimen -

batuan beku, batuan sedimen, batuan metamorf

(64)

P em bo ra n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B P em bo ra n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B A A brasivitas brasivitas

 Suatu parameter yang mempengaruhi keausan (umur) mata bor (drill bit) atau batang bor (drill steel).

 Tergantung pada komposisi batuan, sehingga keausan mata bor sebanding dengan komposisi batuan tersebut.

 Kandungan kuarsa dalam batuan dianggap sebagai petunjuk untuk mengukur keausan batang bor.

 Kerusakan pick atau gigi gali sangat dipengaruhi abrasivitas batuan yang digali.

 Uji abrasivitas untuk menduga jumlah keausan pick bila kontak dengan batuan.

 Cerchar Abrasivity Index untuk menduga abrasivitas batuan beku &

metamorf

 Schimazek Factor (Gehring 1992) untuk menduga abrasivitas batuan

sedimen

(65)

n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B

Cutting Tools Abrasivity Cutting Tools Abrasivity

 Menggunakan gigi gali kualitas top yang dibuat khusus untuk operasi tambang dan dipakai pada Mesin potong 2500 SM

menghasilkan produksi tinggi dengan keausan gigi gali rendah.

Ujung gigi gali sungguhnya menerima beban paling tinggi saat memotong batu sehingga materialnya harus terbuat dari bahan wear-resistant carbide metal.

 Tubuh bajanya menyelimuti ujung gigi gali dibagi dalam 3 bagian;

 The tool head is particularly hard and highly wear-resistant

 The shaft is tougher and more break-resistant. The different degrees of hardness in the tool head and shaft guarantee optimum properties during the entire tool life.

 Penggunaan gigi gali khusus pada SM 2500

 Cutting soft layers of up to 20 N/mm² (lignite, salt, sand, asphalt)

 Cutting medium-hard layers between 20 N/mm² and 50 N/mm² (shell limestone soils, soft limestone, gypsum, marl or shale)

 Cutting hard layers between 50 N/mm² and 80 N/mm² (hard concrete,

(66)

P em bo ra n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B P em bo ra n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B

Cerchar Abrasivity Index

Cerchar Abrasivity Index CAI CAI

 CAI ditentukan dengan menggoreskan sebuah pin besi-baja yang sudah diperkeras ke-permuka batuan segar.

 Pin: kuat tarik 200 kg/mm

2

, Rockwell hardness 54 – 56, dibentuk konus  = 90° dan tajam oleh mesin bubut.

 Valantine (1973): selama satu detik pin dibawah beban statik 7 kg digoreskan ke permukaan batuan segar sepanjang 1 cm.

 CAI =  pin yang sudah rusak akibat goresan diukur dibawah mikroskop dengan satuan 1/10 mm

W 1 cm

Miring Rata

(67)

n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B

CAI Test Set Up

CAI Test Set Up

(68)

P em bo ra n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B P em bo ra n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B

Hasil

Hasil P P engukuran engukuran L L ebar ebar R R usak usak U U jung jung P P in in

di di B B atu atu P P asir asir

No W mm No W mm

1 173-349-115-280 11 661-475-551-404

2 284-203-279-285 12 382-313-404-303

3 176-181-175-188 13 255-528-213-548

4 254-262-244-336 14 134-181-150-295

5 167-237-200-262 15 386-311-246-384

6 501-781-469-748 16 297-308-279-297

7 663-475-551-404 17 173-206-225-197

8 443-340-444-437 18 173-206-225-197

9 440-559-653-571 19 189-246-100-376

10 110-302-176-288 20 309-274-190-260

(69)

n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B Schimazek Schimazek A A brasivity brasivity F F actor actor

 Abrasivitas menurut Schimazek F sering digunakan untuk batuan sedimen dan hitungannya memakai persamaan berikut:

 F = (N/mm)

  t = Kuat tarik tak langsung (MPa)

 d = Ukuran butir kuarsa atau mineral keras rata-rata yang diidentifikasi pada analisa sayatan tipis (mm)

 V = Kandungan volume mineral keras relatif terhadap kuarsa

100

dV

σ

t
(70)

P em bo ra n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B P em bo ra n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B

Penentuan Schimazek F

Penentuan Schimazek F B B atuan atuan G G amping amping

Mineral % % % % % % % % % % Rata rata Skala

Rosival % Volume

Quartz 65 75 60 60 70 60 75 65 75 55 66 1.0 66

Feldspar 5 10 5 15 5 10 5 5 10 15 8.5 0.3 2.7

Hard silica 5 - 10 - 5 10 5 5 - - 4 0.3 1.2

Lempung 10 10 20 10 15 10 5 10 - 20 11 0.04 0.44

Karbonat 10 - - 5 - 5 5 - 5 - 3 0.03 0.09

Mat. Organik. 5 - 5 5 - 5 - 5 5 10 4 0 1.5

Mat. Volkanik - 5 - 5 5 - 5 10 5 - 3 0.5 1.5

Ukuran butir rata2 kuarsa dari sayatan tipis = 0.16 mm, 

t

= 10.2 MPa Total 71.9

.

100 dV σt

100

71.9 x 0.16 x

F = =

10.2

= 1.17

(71)

n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B

CAI &

CAI &

F Schimazek F Schimazek

Batuan Mineral % Moh Kekerasan Rosival Kekerasan

Mudstone Quartz 0.65 7 5.24 120 80

Calcite 0.11 3 4.5

Mica, clay, plagiclase 0.24 1.5 4

Sandstone Quartz 0.97 7 6.87 120 117

Mica, clay, iron hydroxide 0.03 2.5 4

Limestone Clacite 0.98 3 3.08 4.5 7

Quartz 0.02 7 120

Granite Feldspar 0.60 6 6.25 37 57

Quartz 0.30 7 120

Biotite 0.05 2.5 4

Hornblende 0.03 5.5 20

Magnetite 0.01 5.5 20

Chlorite 0.01 2.5 4

CAI Deskripsi Schimazek F Deskripsi

0.3 - 0.5 Abrasiv kecil < 0.01 Tidak abrasiv

0.5 - 1.0 Agak abrasiv 0.01 - 0.05 Abrasiv kecil

1.0 - 2.0 Medium abrasiv-abrasiv 0.05 - 0.1 Abrasiv sedang

2.0 - 4.0 Sangat abrasiv 0.1 - 0.5 Cukup abrasiv

> 4.0 Paling abrasiv 0.5 - 1.0 Abrasiv

(72)

P em bo ra n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B P em bo ra n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B Schimazek Abrasivitas Schimazek Abrasivitas

 Laju keausan akibat abrasiv = kehilangan berat pick dan akan naik sesuai dengan pangkat dua kandungan kuarsanya.

 Batu pasir butir kasar dapat menyebabkan keausan pick 50 x lebih besar daripada batu pasir butir halus.

 Gehring (1992-b): kuarsa butir < 0.025 mm tidak berpengaruh terhadap abrasivitas.

 Roxborough & Phillips (1981) kandungan kuarsa 60% sangat berpengaruh terhadap keausan pick.

 Laju keausan meningkat signifikan pada besi daripada tungsten carbide, karena kekerasan kedua material tersebut berbeda.

 

besi

= 7.8 gr/cc dan 

tungsten carbide

= 14.0 gr/cc, keausan besi = 4 x lebih cepat

daripada tungsten carbide.

(73)

n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B

Thuro & Plinninger, 2003. Hard Rock Tunnel Boring, Cutting,

Thuro & Plinninger, 2003. Hard Rock Tunnel Boring, Cutting,

Drilling & Blasting: Rock Parameters for Excavatability. ISRM 2003

Drilling & Blasting: Rock Parameters for Excavatability. ISRM 2003

(74)

P em bo ra n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B P em bo ra n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B

Thuro & Plinninger, 2003. Hard Rock Tunnel Boring, Cutting,

Thuro & Plinninger, 2003. Hard Rock Tunnel Boring, Cutting,

Drilling & Blasting: Rock Parameters for Excavatability. ISRM 2003

Drilling & Blasting: Rock Parameters for Excavatability. ISRM 2003

(75)

n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B

Thuro & Plinninger, 2003. Hard Rock Tunnel Boring, Cutting,

Thuro & Plinninger, 2003. Hard Rock Tunnel Boring, Cutting,

Drilling & Blasting: Rock Parameters for Excavatability. ISRM 2003

Drilling & Blasting: Rock Parameters for Excavatability. ISRM 2003

(76)

P em bo ra n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B P em bo ra n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B

Thuro & Plinninger, 2003. Hard Rock Tunnel Boring, Cutting,

Thuro & Plinninger, 2003. Hard Rock Tunnel Boring, Cutting,

Drilling & Blasting: Rock Parameters for Excavatability. ISRM 2003

Drilling & Blasting: Rock Parameters for Excavatability. ISRM 2003

(77)

n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B

UCS vs. CAI

UCS vs. CAI

(78)

P em bo ra n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B P em bo ra n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B

100 80

60 40

20 0 0

1 2 3 4 5 6

Pick tungsten carbide

(batuan sedimen) Kuarsa vs. Laju Kuarsa vs. Laju Keausan

Keausan

(79)

n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B Kandungan Kandungan K K warsa warsa P P ada ada B B erbagai erbagai B B atuan atuan

Jenis Batuan Kandungan kwarsa (%) Jenis batuan Kandungan kwarsa (%)

Amphibolite 0 - 5 Mica gneiss 0 - 30

Anorthosite 0 Mica schist 15

Diabase 0 - 5 Norite 0 - 5

Diorite 10 - 20 Pagmatite 15 – 30

Gabbro 0 Phylite 10 – 25

Gneiss 15 - 50 Quartzite 60 – 100

Granite 20 - 35 Sandstone 25 – 90

Greywacke 10 - 25 Slate 10 – 35

Limestone 0 - 5 Shale 0 - 20

Marble 0,00 Taconite 0 - 10

(80)

P em bo ra n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B P em bo ra n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B

0 20 40 60 80 100 120 140 160

10.0

1.0

0.1

0.01

0.001

Fsch = 0.01

Fsch = 0.5

Fsch = 0.1

Fsch = 1

Fsch = 5 Picks type U47 & U47L;

dia. = 17.5 mm of tungsten carbide (Voest Alpine Bergtechnik)

P ic ks /b cm

Konsumsi Pick/bcm vs.

Konsumsi Pick/bcm vs. UCS UCS & F & F Schimazek Schimazek (Voest Alpine Bergtechnik)

(Voest Alpine Bergtechnik)

(81)

n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B

Beberapa Faktor Yang Mempengaruhi Beberapa Faktor Yang Mempengaruhi

Keausan Mata Bor Keausan Mata Bor

Mata Bor

 Karakteristik (komposisi carbide, bentuk mata gigi gali & mata bor, kandungan steel)

 Flushing (fluid, number & geometry of flushing holes and flutes, flushing pressure)

 Gaya normal dan kecepatan putaran

 Temperatur

Logistik

 Pemeliharaan

 Penanganan peralatan

 Metode pendukung

Geologi

 Sifat-sifat batuan (komposisi mineral, kekuatan batuan, ukuran butir, bentuk)

 Karakteristik kekar (jarak, orientasi, bukaan, kekasaran)

 Pelapukan / alterasi batuan

 Kandungan air

 Komposisi massa batuan (homogen / hetereogen)

 Kondisi tegangan isnitu, orientasi dan

besaran

(82)

P em bo ra n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B P em bo ra n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B

Laju Keausan Alat Gali/Potong Laju Keausan Alat Gali/Potong

WEDGE TOOTH

POINT PICK / TOOTH

Panjang semula

Panjang setelah pemakaian 252 mm

185 mm

(83)

n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B n P en gg al ia n S K D ep ar te m en T ek ni k P er ta m ba ng an IT B

Sebelumnya, keausan pick ditentukan dengan mengukur perbedaan panjang asli dan akhir penggunaan. Menurut kebiasaan di Air Laya, pick harus diganti bila panjangnya mencapai 185 mm dari panjang aslinya 25

Gambar

Grafik F LC  Terhadap Distance (DOC = 7 mm)

Referensi

Dokumen terkait

MILUKA en Nagek paten N k Pemilu KPU‐NG /PA ng Pake erikut :    uh Puluh an Ribu GAN ministras n Penaw Ditetapk n Penaw Ditetapk gekeo ADA keo Tah Nagekeo ukada 

Prosedur Penyisipan Multi Lapis In p ut Ek st ra ks i k ar ak te ri st ik bl o k Si st em in fe re n si fu zz y Lev el p en yi si pa n Pr os es p en yi si pa n bi t O ut p ut Citra

“ Copy stand ar i ni dibu at oleh BS N untuk Bad an P enelit ian d an P en gembangan D ep artemen Pekerjaan Umum dalam rangka Penyebarluasan, Pengenalan dan

Sel ai n banyak di t emukan pada ayam pedagi ng, kasus NE at au NE subkl i ni s dapat menyer ang ayam pet el ur , t er ut ama dengan f akt or pr edi sposi si koksi di osi s, per

S e t e l a h d i l a k u k a n p e m u r n i a n didapatkan isolat bakteri pelarut fosfat sebanyak 75 isolat murni, dari 75 isolat yang didapat, setelah dilakukan

D ir ek tu r Pe na ng an an Pe la ng ga ra n K as ub di t Pe na ng an an B B AK K as i Pe na ng an an B ar an g B uk ti An al is H as il Pe na ng an an Pe la ng ga ra n N S Pe rik an

The ILO said m od ern s la ver y happ en s when people “cannot refuse or cannot leave because of threats, violence, dec ep ti on, abuse of pow er or oth er f orms of f orc e.. Th e ILO

B CA D DP e E F G K L m n Ni p P q Q r J' er for AS ME material chart 2 Corrosion Allowance [mm] Flexural Rigidity Vessel outer diameter [mm] Design