BAB III TINJAUAN PUSTAKA Pemberaian batuan merupakan salah satu kegiatan utama dalam proses penambangan, dan merupakan salah satu metode yang sering digunakan adalah pemboran dan peledakan, selain penggaruan. Metode ini digunakan sesuai dengan kekuatan batuan yang akan ditambang. Ukuran fragmentasi dalam kegiatan pemberaian merupakan faktor utama yang sangat menentukan untuk kegiatan penambangan selanjutnya. 3.1 Pemberaian Batuan Kriteria suatu batuan itu harus digali bebas (free digging), penggaruan (ripping) dan peledakan (blasting) yang terbagi menjadi dua yaitu peledakan peretakan dan peledakan pembongkaran menurut Franklin, dkk (1971) dinyatakan dalam suatu diagram klasifikasi menurut indeks kekuatan batuan yang didapat dengan menghubungkan Fracture Index dan Point Load Index seperti pada Gambar III-1. Fracture Index didefinisikan sebagai jarak rata-rata rekahan sepanjang inti bor atau massa batuan dan digunakan untuk ukuran karakteristik diskontinuitas. Untuk penentuan jarak rata-rata rekahan akan dijelaskan lebih lanjut di Rock 18
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
BAB III
TINJAUAN PUSTAKA
Pemberaian batuan merupakan salah satu kegiatan utama dalam proses penambangan,
dan merupakan salah satu metode yang sering digunakan adalah pemboran dan
peledakan, selain penggaruan. Metode ini digunakan sesuai dengan kekuatan batuan yang
akan ditambang. Ukuran fragmentasi dalam kegiatan pemberaian merupakan faktor
utama yang sangat menentukan untuk kegiatan penambangan selanjutnya.
3.1 Pemberaian Batuan
Kriteria suatu batuan itu harus digali bebas (free digging), penggaruan (ripping) dan
peledakan (blasting) yang terbagi menjadi dua yaitu peledakan peretakan dan peledakan
pembongkaran menurut Franklin, dkk (1971) dinyatakan dalam suatu diagram
klasifikasi menurut indeks kekuatan batuan yang didapat dengan menghubungkan
Fracture Index dan Point Load Index seperti pada Gambar III-1. Fracture Index
didefinisikan sebagai jarak rata-rata rekahan sepanjang inti bor atau massa batuan dan
digunakan untuk ukuran karakteristik diskontinuitas. Untuk penentuan jarak rata-rata
rekahan akan dijelaskan lebih lanjut di Rock Quality Designation (RQD). Selain itu
jarak rata-rata rekahan dapat ditentukan secara langsung di lapangan dengan
pengukuran pada massa batuan menggunakan metode scanline. Point Load Index didapat
dari uji Point Load yang menyatakan kekuatan suatu batuan utuh. PLI dapat juga
dipakai untuk memperkirakan nilai UCS (Unconfined Compressive Strength) contoh
batuan. Brook (1985) memberikan suatu nilai konversi UCS menjadi PLI pada suatu
kondisi contoh ideal berdiameter 50 mm sebagai berikut,
18
Gambar 3.1 Diagram Kriteria Kekuatan Indeks Batuan (Franklin, 1971)
C = 24 Is(50) ........................................................ (3.1)
Keterangan : C = Unconfined Compressive Strength (UCS) (MPa)
Is(50) = Point Load Strength Index (Index Franklin) untuk contoh
berdiameter 50 mm(MPa)
19
3.2 Peledakan Massa Batuan
Peledakan suatu massa batuan bertujuan untuk memecahkan atau memberaikan massa
batuan menjadi fragmen dengan ukuran tertentu. Teknik peledakan yang digunakan
disesuaikan dengan proses selanjutnya setelah kegiatan peledakan.
Faktor-faktor yang dapat mempengaruhi hasil peledakan antara lain adalah
karakteristik batuan yang akan diledakkan (batuan utuh dan massa batuan), bahan peledak
yang digunakan, geometri peledakan, dan faktor bubuk yang digunakan.
3.2.1 Sifat-Sifat Batuan Utuh
a. Sifat fisik
Sifat-sifat fisik batuan yang mempengaruhi peledakan yaitu bobot isi, porositas dan
kandungan air. Dengan bobot isi yang kecil batuan sangat mudah dideformasi dan
memerlukan energi peledakan yang rendah untuk pemecahannya (Hagan, 1977).
Banyaknya jumlah pori dalam batuan dinyatakan oleh porositas. Batuan dengan
porositas yang tinggi akan meningkatkan jumlah retakan batuan dan mengurangi
tekanan gas dalam retakan itu. Air yang terdapat didalam rongga batuan akan
menyerap energy yang digunakan untuk menghancurkan batuan sehingga energinya
akan berkurang.
b. Sifat mekanik
Sifat-sifat mekanik batuan yang diperoleh melalui uji laboratorium yang meliputi kuat
tekan, kuat tarik, modulus elastis dan Poisson Ratio . Pada proses penghancuran
batuan, kuat tarik sangat berpengaruh dibandingkan kuat geser maupun kuat tekan yang
terjadi dalam massa batuan (Hudson, 1997). Ukuran kemampuan suatu batuan untuk
tetap pada bentuknya disebut dengan Modulus Young. Poisson's Ratio menyatakan
perbandingan antara regangan lateral dengan regangan aksial pada suatu pembebanan
aksial. Menurut Bienawski (1973), klasifikasi kekerasan suatu batuan dapat
dideskripsikan berdasarkan nilai kuat tekannya. Klasifikasi tersebut dapat dilihat dalam
Tabel 3.1.
20
Tabel 3.1 Klasifikasi kuat Tekan Batuan (Bienaswki, 1973)
Klasifikasi Kuat Tekan (MPa)
Sangat keras 250-700
Keras 100-250
Keras sedang 50-100
Lunak 25-50
Sangat lunak 1-25
Urutan pembongkaran batuan sesuai dengan nilai kuat tekan uniaksial (Kramadibrata,
2000) dapat dilihat dalam Tabel 3.2.
Tabel 3.2 Urutan Pembongkaran Batuan Menurut Kuat Tekan Uniaksial
Metode UCS (MPa) Alat
Free digging 1 - 10 Shovel/loader/BWE
Ripping 10 - 25 Ripper
Rock cutting 10 - 50 Rockcutter
Blasting > 25 Pengeboran dan peledakan
3.2.2 Karakteristik Massa Batuan
a. Bidang diskontinuitas
Jarak antar bidang diskontinuitas dan orientasi bidang diskontinuitas (jurus dan
kemiringan) merupakan faktor yang sangat penting dalam pengontrolan peledakan.
Bidang diskontinuitas dalam massa batuan sangat berpengaruh terhadap keberhasilan
suatu fragmentasi batuan.
b. Rock Quality Designation (RQD)
Dengan adanya bidang diskontinuitas pada massa batuan menyebabkan buruknya sifat
mekanik dari batuan tersebut. Salah satu cara untuk menggambarkan kualitas batuan
adalah dengan digunakan nilai Rock Quality Designation (RQD) (Deere, 1964), yang
21
dapat diperoleh dari pengeboran inti. Bor inti dari batuan lunak harus diberi bobot
RQD sama dengan nol (Bieniawski, 1989). RQD dihitung dari prosentase bor inti
yang diperoleh dengan panjang minimum 10 cm dan dihitung dengan menggunakan
persamaan berikut.
RQD =∑ panjang potongancore ≥ 10 cm
Total panjangcore runx100 % ................................................. (3.2)
Bila bor inti tidak tersedia, RQD dapat dihitung secara tidak langsung dengan melakukan
pengukuran orientasi dan jarak antar bidang diskontinuitas pada permukaan massa
batuan. Priest dan Hudson (1976) mengajukan sebuah persamaan untuk menentukan
W = standar deviasi dari keakuratan pengeboran (m)
R = ratio spasi/burden
L = panjang muatan (m)
H = tinggi jenjang (m)
3.6 Faktor –faktor yang Mempengaruhi Produksi Alat Gali Muat dan Alat AngkutProduksi lat gali muat dapat dilihat dari kemampuan alat tersebut dalam penggunaannya
dilapangan. Faktor-faktor yang mempengaruhi adalah:
3.6.1 Waktu Edar
Waktu edar merupakan watu yang digunakan ole alat mekanis untuk melakukan satu siklus
kegiatan. Lamanyan waktu edar dari alat-alatmekanis akan berbeda antara material yang
satu dengan yang lainya, hal ini tergantung dari jenis alat serta sifat dari material yang
dilokasi tersebut
a. Waktu Edar Alat Muat
Merupakan penjumlahan dari waktu menggali, waktu ayunan bermuatan, waktu
menumpahkan material dan waktu ayunan kosong.
CTm = Am + Bm + Cm + Dm ............................................................. (3.21)
Keterangan:
39
CTm = waktu edar alat muat
Am = waktu menggali
Bm = waktu ayunan bermuatan
Cm = waktu menumpahkan material
Dm = waktu ayunan kosong
b. Waktu Edar Alat Angkut
Merupakan penjumlahan dari waktu mengatur posisi, waktu isi material, waktu angkut,
waktu tumpah, waktu kembali kosong.
Cta = Aa + Ba +Ca +Da +Ea ........................................................ (3.22)
Keterangan :
Cta = waktu edar alat angkut
Aa = waktu mengatur posisi
Ba = waktu isi material
Ca = waktu angkut
Da = waktu tumpah
Ea = waktu kembali ksosong
c. Faktor-faktor yang mempegaruhi waktu edar alat-alat mekanis adalah :
1. Berat alat, adalah berat muatan ditambah berat alat dalam keadaan tanpa muatan
yang akan bepengaruh terhadap kelincahan gerak alat.
2. Kondisi tempat kerja. Tempat kerja yang luas dan kering akan meningkatkan
kelancaran dan keleluasaan gerak alat, sehingga akan memperkecil waktu edar.
3. Kondisi jalan angkut.kemiringan dan lebar jalan angkut baik dijalan lurus maupun
pada tikungan sangat berpengaruh terhadap lalu lintas jalan angkut. Apabila kondisi
jalan sudah memenuhi syarat, maka akan memperlancar jalannya lalu lintas alat
angkut, sehingga akan memperkecil waaktu edar alat angkut.
4. Ketrampilan dan pengalaman operator, semakain terampil dan berpengalaman
maka akan semakin memperkecil waktu edar.
40
3.6.2 Faktor Isian Mangkuk (Bucket Fill Factor)Faktor isian bucket merupakan perbandingan antara kapasitas nyata material yang masuk
kedalam bucket dengan kapasitas teoritis dari alat muat tersebt yang dinyatakan dalam
persen. Faktor isian bucket ini menunjukan bahwa semakin besar factor isian maka semakin
besar produktivitas alat muat tersebut. Faktor pengisian dipengaruhi oleh kapasitas bucket,
jenis dan sifat material.Untuk menghitung factor isian digunakan persamaan :
FF = VnVt
x 100% ........................................................ (3.23)
Keterangan:
FF = faktor isian ( fill factor)
Vn = volume nyata (m3)
Vt = volume teoritis (m3)
3.6.3 Faktor Pengembangan (swell factor)
Apabila material digali dari tempat aslinya, maka akan terjadi pengembangan volume
(swell). Untuk menatakan besarnya pengembangan volume dikenal dua istilah, yaitu:
a. Faktor pengembangan (swell factor)
b. Persen pengembangan (percent swell)
Pengembangan volume suatu material perlu diketahui, karena yang diperhitungkan pada
penggalia selalu didasarkan pada kondisi material sebelum digali, sedangkan material yang
ditangani (dimuat untuk diangkut) selalu material yang telah mengembang.
Untuk itu swell factor dan percet swell berdasarkan volume dapat menggunakan persamaan
pada berat yang sama:
SF =bank volumeloose volume
% swell
= loose volume−bank volume
bank volumex 100% ........................................................ (3.24)
Sedangkan untuk menghitung swell factor dan percen sell berdasarkan densitas (kerapatan)