BAB IKRITERIA PENGGALIAN
1.1 Latar Belakang Dalam dunia pertambangan ada banyak cara dan teknik yang dipakai untuk mendapatkan solusi terhadap suatu permasalahan. Salah satunya adalah mengenai pembongkaran batuan (bahan galian) yang sangat keras, dimana batuan tersebut tidak dapat dibongkar secara manual maupun mekanis. Maka dipilih teknik pemboran dan peledakan. Untuk itu diperlukan suatu pengenalan dengan mengikuti PraktikumPemboran dan Peledakan ini. Pada Acara I praktikum yang dilakukan adalah mengetahui kriteria penggalian. Praktikum Acara I ini praktikan dengan dibimbing asisten melakukan pendiskripsian cara bagaimana cara menentukan kriteria penggalian. Disamping itu praktikan diharapkan dapat mengerti secara jelas bagaimana menentukan metode penggalian. Dengan adanya praktikum peledakan, diharapkan praktikan dapat memahami secara jelas, kriteria penggalian pada proses pemboran, serta tata cara pemilihan alat bor. Dengan begitu, praktikan dapat menerapkan prinsip prinsip pemilihan alat, serta mekanisme kerja dari alat bor dikemudian hari.Tujuan praktikum peledakan acara kriteria penggalian :1. Mengklasifikasikan metode pemberaian untuk menentukan metode pemberaian yang sesuai dengan metode scanline dan point load.
1.2 Dasar Teori Pekerjaan pertama dalam suatu operasi peledakan adalah mengetahui kriteria penggalian pada suatu batuan,apakah harus dengan pemboran dan peledakan atau tidak. Dalam menentukan kriteria penggalian yang harus diperhatikan yaitu:1. Batuan yang akan dibor2. Cara penentuan kriteria penggalian3. Alat Bor Batuan umumnya tidak homogen anisotropik, dengan demikian koefisien kekuatan untuk setiap jenis batuan juga berbeda, sehingga dipengaruhi juga oleh kekuatan tenaga bor tersebut. Untuk memperkirakan kemampuan pemboran suatu alat bor didasarkan pada penampilan mesin bor dan laju pemboran. Dalam kegiatan pemboran terdapat faktor-faktor yang mempengaruhi kinerja pemboran yaitu sifat batuan yang dibor, rock drillability, geometri pemboran, umur dan kondisi mesin bor serta keterampilan operator mesin bor.1. Sifat batuan Sifat batuan berpengaruh pada penetrasi dan sebagai konsekuensi pada pemilihan pada pemilihan metode pemboran, yaitu :a.KekerasanKekerasan adalah tahanan dari suatu bidang permukaan halus terhadap abrasi, kekerasan dipakai untuk mengukur sifat-sifat teknis dari material batuan dan dapat juga dipakai untuk menyatakan kerusakan pada batuan. Kekerasan batuan merupakan suatu fungsi dari kekerasan, komposisi butiran mineral, porositas, dan derajat kejenuhan merupakan hal utama yang harus diketahui, karena setelah mata bor menetrasi batuan, maka akan menentukan tingkat kemudahan pemborannya.b.Kekuatan (strength)Kekuatan mekanik suatu batuan adalah suatu sifat dari kekuatan terhadap gaya luar, baik itu kekuatan statik maupun dinamik. Tabel 1.1Kekerasan batuan dan kekuatan batuanKlasifikasiSkala MohsKuat tekan batuan (MPa)
Sangat kerasKeras+76-7+200120 200
Kekerasan sedangCukup lunak4,5-63-4,560 -12030 - 60
LunakSangat lunak2-31-210 - 30-10
Pada prinsipnya kekuatan batuan tergantung pada komposisi mineralnya. Diantara mineral-mineral yang terkandung di dalam batuan, kuarsa adalah terkompak dengan kuat tekan mencapai lebih dari 500 Mpa, sehingga semakin tinggi kandungan kuarsa, akan memberikan kekuatan semakin meningkat.
c.ElastisitasSifat elastisitas batuan dinyatakan dengan modulus elastisitas atau modulus Young (E), dan nisbah Poisson (). Modulus elastisitas merupakan faktor kesebandingan antara tegangan normal dengan regangan relatifnya, sedangkan nisbah Poisson merupakan kesebandingan antara regangan lateral dengan regangan aksial. Modulus elastisitas sangat tergantung pada komposisi mineral, porositas, jenis perpindahan dan besarnya beban yang ditarapkan. Nilai modulus elastisitas untuk batuan sedimen sangat rendah, hal ini disebabkan komposisi mineral teksturnya, seperti modulus elastisitas pada arah sejajar bidang perlapisan selalu lebih besar dibandingkan dengan arah pada tegak lurus.d.PlastisitasPlastisitas batuan merupakan perilaku batuan yang menyebabkan deformasi tetap setelah tegangan dikembalikan ke kondisi awal, dimana batuan tersebut belum hancur. Tabel 1.2.Sifat fisik dan mekanik dari batuan sedimenBatuan sedimenModulus elastisitas104 x (MPa)Nisbah poissonPorositas
Dolomite1,96-8,240,08-0,20,27-4,10
Limestone0,98-7,850,1-0,20,27-4,10
Sandstone0,49-8,830,066-0,1251,62-26,40
Shale0,8-3,00,11-0,5420,00-50,00
Sifat plastik tergantung pada komposisi mineral penyusun batuan dan dipengaruhi oleh adanya pertambahan kwarsa, felspar dan mineral lain. Lempung lembab dan beberapa batuan homogen mempunyai sifat plastik.e. AbrasivitasAbrasivitas adalah sifat batuan untuk menggores permukaan material lain, ini merupakan suatu parameter yang mempengaruhi keausan (umur) matabor dan batang bor. Kandungan kuarsa dari batuan biasanya dianggap sebagai petunjuk yang dapat dipercaya untuk mengukur keausan mata bor.Faktor yang mempengaruhi abrasivitas batuan adalah ; Kekerasan butir batuan, batuan dengan keberadaan butiran kuarsa mempunyai tingkat abrasitas yang tinggi. Bentuk butir, bila bentuk butir tersebut tidak teratur maka lebih abrasifg dibandingkan dengan yang berbentuk bulat. Ukuran butir Porositas batuan Ketidaksamaan, batuan polimineral sekalipun mempunyai kekerasan sama akan lebih abrasiv karena meninggalkan permukaan yang kasar.f. TeksturTekstur suatu batuan menunjukkan hubungan antara mineral-mineral penyusun batuan, sehingga dapat diklasifikasikan berdasarkan dari sifat-sifat porositas, ikatan antar butir, bobot isi dan ukuran butir.Tekstur juga mempengaruhi kecepatan pemboran. Jika butirannya mempunyai bentuk lembaran, seperti pada batuan schist, pemboran akan lebih sulit dibanding jika butirannya berbentuk bulat seperti batu pasir. Sedangkan batuan yang mempunyai bobot isi rendah, lebih porous, akan mempunyai tingkat pecah rendah sehingga akan lebih mudah jika dibor.g.Struktur geologiStruktur geologi seperti patahan, rekahan, kekar, bidang perlapisan berpengaruh pada penyesuaian kelurusan lubang ledak, aktifitas pemboran dan kemantapan lubang ledak. Adanya rekahan-rekahan dan rongga-ronggadalam batuan seperti di batugamping mempersulit kerja pemboran, karena batang bor dapat terjepit.Tabel 1.3.Kandungan kuarsa dari batuanTipe batuanKandungan kuarsa%Tipe batuanKandungan kuarsa%
AmphiboliteAnorthositeDiabaseDioriteGabroGneissGraniteGreywackeLimestoneMarble0-500-510-20015-5020-3510-250-50Mica gneissMica schistNoritePegmatitePhyliteQuartziteSandstoneSlateShaleTaconite0-3015-35015-3010-2560-10025-9010-350-201-10
h. Karakteristik PecahanKarakteristik pecahan (Breaking Charactereristics) dapat digambarkan seperti perilaku batuan ketika dipukul. Tiap-tiap tipe batuan mempunyai karakteristik pecah yang berbeda dan ini berhubungan dengan tekstur, komposisi mineral dan struktur.
2. Cara menentukan kriteria penggalian.a. Kriteria Penggalian menurut RMR. Kemampuan untuk menaksir kemampugalian suatu massa batuan sangatlah penting, apalagi bila akan menggunakan alat gali mekanis kontinu. Fowell & Johnson (1982) menunjukkan hubungan yang erat antara kinerja (produksi) Road Header kelas berat (>50 ton) dengan RMR (lihat Gambar 1.1). Selanjutnya pada tahun 1991 mereka melaporkan bahwa hubungan tersebut di atas dapat dibagi menjadi 3 zona penggalian :Zone kerja 1: Kinerja penggalian sangat ditentukan oleh sifat-sifat batuan utuhZone kerja 2: Keberhasilan kerja penggalian dibantu oleh kehadiran struktur massa batuan. Pengaruh sifat-sifat batuan utuh menurun dengan memburuknya kualitas massa batuan.Zone kerja 3: Kinerja penggalian semata-mata dipengaruhi oleh struktur massa batuan. Nilai-nilai UCS, Energi Spesifik, Koefisien Abrasivity secara keseluruhan menyimpulkan bahwa batuan utuh tersebut tidak dapat digali dengan baik oleh roadheader. Namun seperti dilaporkan oleh Fowell & Johnson (1991) bahwa pada kenyataannya massa batuan itu dapat digali dengan cara hanya menggoyang bongkah-bongkah batuan dari induknya dan akhirnya jatuh bebas.
Gambar 1.1Hubungan antara RMR dan laju penggalian roadheader kelas>50 Mpa (Fowell & Johnson, 1982 & 1991)
RMR juga pernah dipakai untuk mengevaluasi kinerja roadheader Dosco SL-120 (Sandbak1985, lihat Gambar 1.2). Penelitian ini dilaksanakan pada bijih temba ga Kalamazoo & San Manuel, Arizona.
Gambar 1.2Hubungan laju penggalian roadheader Vs RMR (Sandbak. 1985)
b. Kriteria Penggalian menurut RMR& Q Sistem
Hubungan antara RMR dan Q-Sistem untuk berbagai kondisi penggalian dapat dilihat pada Gambar l.3. Jelas tampak bahwa hubungan antara RMR & Q-sistem adalah linier. Titik-titik yang menunjukkan harga RMR & Q-sistern yang tinggi mencerminkan kondisi material keras yang penggaliannya perlu peledakan. Sedangkan kehadiran alat gali, seperti Surface Miner,yang menggunakan mekanisme potong rupanya dapat menggantikan operasi peledakan. Dalam upaya melengkapi informasi Gambar 1.3, data asli hasil penelitian Abdullatif & Cruden (1983) dimasukkan dan data penggunaan surface miner disuplai oleh Kramadibrata (l992-Potong).Gambar 1.3 Klasifikasi metoda penggalian menurut RMR dan Q-System
c. Kriteria Penggalian menurut kecepatan seismik
Seperti sudah disebutkan bahwa kecepatan seismik sudah banyak dipakai untuk menduga kemampugaruan suatu massa batuan. Berbagai kemungkinan cara penggalian untuk berbagai macam massa batuan menurut kecepatan seismik diberikan oleh Atkinson (1971, lihat Gambar 1.4) Penggalian disini meliputi dari cara manual hingga mekanis penuh.
Gambar 1.4Metoda kecepatan seismik untk penentuan macam penggalian (Atkinson,1971) Selain Atkinson, pendekatan lain yang dapat dilakukan untuk kriteria penggaruan jugabanyak dikeluarkan oleh industry alat berat. Misalnya dalam Caterpillar Performance Handbook (2006), rnemberikan grafik hubungan kecepatan seismik terhadap kemampugaruan dari berbagai peralatan berat seperti CAT tipe D8R (305 Hp), DgR (405 Hp), Dl0R (570HP) dan Dl lR (850 HP). Sebagai contoh jika akan menggunakan peralatan D9R, maka kriteria penggaruan yang dapat dilakukan adalah seperti terlihat pada Gambar 1.5.Gambar 1.5 Kriteria penggaruan dengan D9Rd. Kriteria Penggalian menurut indeks kekuatan batuan
Drilabilitas Franklin dkk. (1971) mengusulkan klasifikasi massa batuan menurut dua parameter, yaitu Fracture Index dan Point Load Index (PLI). Fracture Index dipakai sebagai ukuran karakteristik diskontinuiti dan didefinisikan sebagai jarak rata-rata fraktur dalam sepanjang bor inti atau massa batuan. Kedua parameter ini diplot dalam satu diagram untuk menduga kemampugalian suatu massa batuan , dimana If dan Is, masing-masing menyatakan fracture index dan PLI.Diagram klasifikasi dibagi kedalarn tiga zona umum yaitu penggalian bebas (free digging),penggaruan (ripping) dan peledakan (blasting). Massa batuan yang terkekarkan dan lemahmasuk kedalam kategori bagian bawah kiri diagram, sedangkan massa batuan massif dan kuatdi plot dibagian atas kanan. Yang pertama tentunya sangat mudah untuk digali dan yangterakhir sangat sulit digali dengan alat mekanis
Gambar 1.6. Kriteria indeks kekuatan batu (Franklin, dkk., 1971)
Pettifer & Fookes di UK (l994) mencoba untuk melakukan modifikasi terhadap kriteria\ penggaruan sebelumnya -'-245 seperti ditujukkan Gambar 1.7, jika menggunakan peralatan CAT BH. Kriteria ini sejenis dengan kriterianya Franklin. Selanjutnya, mereka mendugabahwa jarak kekar rata-tata dengan kuat tekan batu merupakan parameter penting dalam menilai kemampugaruan, yang percontoh batuannya dapat diperoleh dari singkapan atau bor inti. Grafik ini bukanlah petunjuk mutlak yang rnampu memberikan jawaban sebenarnya, karena biaya dan faktor lainnya juga ikut menentukan kemampugaruan suatu massa batuan oleh sebuah bulldozer.
Gambar 1.7 Grafik kriterian kemampugaruan (Pettifer & Fokes, 1994) Rumus :
e. Kriteria Penggalian menurut indeks kekuatan batuan
Kolleth (1990) telah menibuat suatu pendekatan untuk menganalisis suatu batuan dapat digali dengan menngunakan peralatan tertentu berdasarkan pada nilai UCS. Terdapat empat macam kelompok peralatan yang telah diamati, yaitu:Dragline, shovel, backhoe, Scraper, Surface miner, Bucket Wheel Excavator
UCS = 23 IS
Gambar 1.8 Kriteria penggalian menurut Kolleth (1990)
1.3 Pelaksanaan Praktikum Pada praktikum acara I ini dilaksanakan pada : Hari, tanggal : Selasa, 29 Sepetember 2015Sesi / jam : II / 10.00 12.00 WIBTempat : Laboratorium Pemboran dan Peledakan Teknik Pertambangan, F dsssssssssssss Fakultas Teknologi Mineral, UPN Veteran Yogyakarta Peralatan dan perlengkapan yang digunakan dalam praktikum adalah1. Stereonet 1 set2. Kertas Kalkir3. Kompas Geologi4. Clipboard5. Meteran6. Schmidt Hammer Adapun Prosedur Praktikum acara I :Dalam menganalisis kekar dilakukan pengukuran kekar menggunakan kompas geologi pada sebuah lereng, langkah kerjanya adalah sebagai berikut: a. Mengukur dip direction lereng yang akan dianalisis kekar kekarnya dan kemiringan dipnyab. Mengukur Arah kemiringan dan kemiringan scanline menggunakan kompas geologi c. Mengukur panjang scanline dengan meterand. Menentukan famili kekar e. Mengukur dip direction dan kemiringan kekar pada masing masing kekar dengan kompas geologi dengan bantuan clipboardf. Mengukur jarak antar kekar pada masing masing familig. Memasukan data yang diperoleh pada tabelSedangkan untuk mendapatkan data kuat tekan uniaksial (UCS) dari lereng yang akan dianalisis, dapat menggunakan alat Schmidt Hammer, cara penggunaannya adalah sebagai berikut:a. Memegang alat dengan kokoh sehingga posisi hulu palu tegak lurus dengan permukaan beton yang diuji. b. Menekan Alat secara perlahan ke arah permukaan uji sampai instruments tersebut menumbuk dihulu palu. c. Setelah tumbukan tahan tekanan pada alat dan apabila perlu tekan tombol pada sisi alat untuk mengunci hulu palu pada posisinya. secara otomatis akan membaca skala angka yang dihasilkan dari rata2 pengujian.
Gambar 1.9Kompas Geologi
Gambar 1.10Schmidt Hammer Prosedur metode scanline:1. Menyiapkan alat dan bahan yang akan digunakan untuk praktikum.2. Mengukur dip direction scanline dan lerang.3. Kelompokan kekar menjadi beberapa family sesuai dengan kemiringannya.4. Mengukur dip direction kekar per family.5. Memplotkan dip direction di polar stereonet untuk mencari pol, kemudian membuat kontur dengan menggunakan kalsbeek counting sterenet.6. Mencari arah umum kekar per family di polat stereonet, kemudian memplotkan ke schmidt stereonet untuk mencari jenis longsor.
1.4 Pembahasan
KRITERIA PENGGALIAN
P = 15 KNM 1 = 7 cm M 2 = 6 cm D = 7 cm R = 40 Seismik = 1250 m/sJawab : = = De = = 7,61133F =( )0,45 = 1,20815Is = F = 1,20815 x = 3,128 UCS = 23 x Is = 23 x 3,128 = 71,95 Mpa UCS = (2,75 R )- 36.85 = ( 2,75 x 40 ) 36,85 = 73,15 Mpa= RQD = 100 = 100 = 97,3985
KRITERIA PENGGALIAN MENURUT KECEPATAN SEISMIK
Grafik 1 (Atkinson, 1971)Gambar 1.4Metoda kecepatan seismik untk penentuan macam penggalian (Atkinson,1971)
KeteranganMenurut kecepatan seismik (Atkinson) yang ada diatas maka bisa menggunakan Tractor scraper setelah ripping, tractor scraper, loading shovel dan peledakan.
KRITERIA PENGGALIAN MENURUT INDEKS KEKUATAN BATUSpasi Kekar
Spasi kekar rata-rata sebenarnya = 0,4038 mFrekuensi kekar ( ) = 2,4750 mRQD = 159,7822UCS IPS= 71,95 MpaUCS S M= 73,15 Mpa
Grafik 2 (Franklin dkk, 1971)
Gambar 1.6 Kriteria indeks kekuatan batu (Franklin, dkk., 1971)
KeteranganLereng tersebut dapat diberai dengan peledakan retakan.
Grafik 3 Petifer & fookes
Gambar 1.7 Grafik kriterian kemampugaruan (Pettifer & Fokes, 1994)Keterangan Jadi hasil fracture index dan point of load menunjukan lereng tersebut mudah digaru.
KRITERIA PENGGALIAN DENGAN MENGGUNSKSN INDEKS KUAT TEKAN UNIAKSIAL (UCS)
KeteranganUCS Point Load = 71.95 Mpa UCS Schmidt Hammer = 73,15 MpaBerarti dari dua pengujian dengan menggunakan Schmidt Hammer dan Point Load maka didapat suatu kesimpulan bahwa batuan yang diuji hanya bisa dibongkar dengan alat Dragline, Shovel, Backhoe dan Surface miner.
1.5 Kesimpulan Mengetahui metode penggalian ini sangat berguna dalam proses peledakan. Kita dapat menggunakan 3 metode pemberaian yaitu digging, ripping, serta drilling dan blasting. Contoh yang digunakan saat melakukan praktikum adalaha) Menurut kecepatan gelombang seismik :Menurut kecepatan seismik (Atkinson) yang ada diatas sebesar 1250 m/d maka bisa menggunakan Tractor scraper setelah ripping, tractor scraper, loading shovel dan peledakan.b) Menurut Indeks kekuatan batuan:Spasi kekar rata-rata sebenarnya = 0,4038 m
Frekuensi kekar ( ) = 2,4750 m
Is = F = 1,20815 x = 3,128
Gambar 1.6 Kriteria indeks kekuatan batu (Franklin, dkk., 1971)Lereng tersebut dapat diberai dengan peledakan retakan.c) Menurut UCS :
UCS Point Load = 71.95 Mpa UCS Schmidt Hammer = 73,15 MpaBerarti dari dua pengujian dengan menggunakan Schmidt Hammer dan Point Load maka didapat suatu kesimpulan bahwa batuan yang diuji hanya bisa dibongkar dengan alat Dragline, Shovel, Backhoe dan Surface miner.d) Menurut grafik kriteria penggaruan ( pettifer & fookes, 1994 )Jadi hasil frakture index = 0,4038 m dan point of load = 3,128 maka menunjukan lereng tersebut mudah digaru.BAB IIKOMPRESOR DAN ALAT BOR
2.1 Latar Belakang Salah satu peralatan penting dalam proses pemboran dan peledakan batuan adalah kompresor. Untuk iti pada praktikum Acara II ini praktikan dikenalkan dengan kompresor dan alat bor.Praktikum Acara II ini praktikan dengan dibimbing asisten melakukan pendeskripsian bagian bagian dari kompresor. Dengan pengenalan kompresor untuk memahami prinsip kerja, mekanisme, dan fungsi dari bagian-bagian kompresor dan bor serta sistem peralatan yang berhubungan. Dengan adanya Praktikum Pemboran dan Peledakan ini terutama Acara I dan II, diharapkan praktikan dapat memahami dan mengerti secara jelas, alat alat yang digunakan pada proses pemboran, serta tata cara pemilihan alat bor dan kompresor untuk keperluan pembuatan lubang ledak. Dengan demikian, praktikan dapat menerapkan prinsip prinsip pemilihan alat, serta mekanisme kerja dari alat bor dan kompresor dikemudian hari. Tujuan praktikum peledakan acara kriteria penggalian :1. Menentukan kapasitas produksi alat bor.2. Menentukan kapasitas kompresor.
2.2 Dasar Teori Udara bertekanan tinggi yang dihasilkan oleh kompresor merupakan sumber tenaga bagi alat bor, misal jack hammer dan crawl rock drill ( CRD ) dll. Disamping sebagai sumber tenaga untuk menggerakkan rangkaian alat bor, udara bertekanan tinggi tersebut juga berfungsi untuk :1. Membersihkan lubang bor yang mengangkat cuttings.2. Mendinginkan mata bor.Klasifikasi kompresor berdasarkan cara kerjanya adalah :1. Reciprocating Compressor ( single stage, multistage )2. Rotary Compressor.3. Centrifugal Compressor. Kapasitas kompresor dinyatakan dalam Cubik Feet per Menit (Cfm), yaitu udara bebas yang dihisap dan ditekan oleh kompresor merupakan udara pada kondisi tekanan udara bebas atau atmosfer ( 1 atm ), yang berada pada batas permukaan air laut. Proses penekanan udara tersebut ada 2 macam :1. Kompresi AdiabatikYaitu proses penekanan udara dimana tekanannya tetap.2. Kompresi Isotermik Yaitu proses penekanan udara dimana suhunya tetap. Menurut tipenya kompresor dibagi menjadi 2 kelompok yang didasarkan pada tekanan yang dihasilkan yaitu : Perpindahan dinamik ( dynamic displacement ) dimana peningkatan tekanan dicapai dengan cara akselerasi udara dengan suatu elemen rotasi dan aksi posterior dari sebuah diffuser. Kompresor sentifugal dan aksial masuk dalam kelompok ini. Perpindahan positif ( positif displacement ), jenis ini yang dipakai untuk mesin bor, dimana tekanan tinggi diperoleh dengan cara menekan gas dalam ruang tertutup, mengurangi volume dengan gerakan satu atau beberapa elemen. Kompresor rotari atau bolak-balik termasuk dalam kelompok ini. Jenis yang paling banyak dipakai untuk pemboran adalah kompresor piston (resiprokating), jika ia adalah stasioner, dan jenis sliding-vane atau rotary screw (helical) untuk model portable. Perlengkapan kompresor yang paling penting dalam penggunaannya untuk pengeboran antara lain : 1. Saringan hampa (vacuum filters )2. Pemisah air ( water separator )3. Penyimpan udara ( air receiver )4. Lubrikator5. Penguat tekanan ( pressure multiplier atau booster )6. Slang fleksibel ( flexible hose ) Dalam pemilihan kompresor harus mempertimbangkan tekanan udara yang dibutuhkan alat bor, jika aliran udara bertekanan tidak mencukupi dapat berakibat:1. Kecepatan pemboran akan berkurang2. Biaya pemakaian mata bor dan batang bor meningkat3. Konsumsi bahan bakar bertambah4. Perlu merawat lebih banyak kompresor Jadi untuk menentukan kapasitas dan jumlah kompresor yang diperlukan dalam suatu operasi pemboran harus mempertimbangkan hal-hal seperti berikut:1. Jumlah dan ukuran mesin bor yang harus dilayani2. Ketinggian tempat kerja ( berpengaruh pada tekanan udara bebas )3. Luas tempat kerja (berpengaruh pada panjang jaringan dan kehilangan tekanan). Kompresor digunakan untuk mendukung kinerja dari alat bor.Sedangkan berdasarkan prinsip kerjanya alat bor dibagi menjadi dua golongan yaitu:1. Manual drivenPrinsip kerja dari manual driven sangat sederhana karena hanya menggunakan tenaga manusia sebagai tenaga penggerak. Contoh : auger drill, bangka bor, churn drill, bor mesin semprot ( BMS ).2. Mechanic drivenPrinsip kerja dari mechanical driven yaitu penggunaan mesin sebagai tenaga penggerak alat bor. Mechanic driven dibagi menjadi 3 jenis, yaitu :a. Percussive drill: churn drill dan hammer drillb. Rotary drill : hydraulic drill, diamond drill, chiled shot drill, turbo drill dan jet pierce drillc. Rotary percuassive drill : jack hammer Dalam kegiatan penambangan terbuka untuk pengeboran alat yang digunakan adalah down the hole drill, Rotary driven, dan top hammer. Untuk kegiatan penambangan bawah tanah alat yang digunakan diantaranya : mekanik jumbo dan Hand held rock drill (terdiri atas : stopper, shinker, difter).
Cara kerja pemboran mata bor ada tiga jenis, tumbuk, putar, putar-tumbuk.1. Metode pemboran perkusif (percussive drill) Pada pemboran ini energi dari mesin bor (rock drill) diteruskan oleh batang bor dan mata bor untuk meremukan batuan. Komponen utama dari mesin bor ini ialah piston yang mendorong dan menarik tangkai (shank) batang bor. Energi kinetik piston diteruskan ke batang bor dalam bentuk gelombang kejut (shock wave) yang bergerak sepanjang batang bor dengan kecepatan 5000 m/detik (setara kecepatan suara pada baja). Frekuensi impak normal untuk rockdrill ialah 50 tumbukan/detik, yang berarti jarak antara gelombang kejut adalah 100 m. Pada metode perkusif, yang terjadi ialah proses peremukan (Crushing) peremukan batuan oleh mata bor.2. Metode Rotari (Rotary drill) Berdasarkan sistem penetrasinya, metode rotary terbagi menjadi 2 sistem yaitu tricone dan drag bit. Disebut tricone jika penetrasinya berupa gerusan (crushing) dan drag bit jika hasil penetrasinya berupa potongan. Sistem tricone digunakan untuk batuan sedang hingga lunak, system drag bit digunakan untuk batuan lunak. Contoh alat bor dengan system ini adalah hydroulic rotary drill.3. Metode Rotari Perkusif (Rotary-Percussive drill) Pada pemboran rotary-perkusif, aksi penumbukan oleh mata bor dikombinasikan dengan aksi putaran, sehingga terjadi proses peremukan dan penggerusan permukaan batuan. Metode ini dapat digunakan pada bermacam-macam jenis batuan.Metode putar-tumbuk terbagi menjadi dua, yaitu :a) Top HammerMetode pemboran Top hammer adalah metode pemboran yang terdiri dari 2 kegiatan dasar yaitu putaran dan tumbukan. Kegiatan ini diperoleh dari gerakan gigi dan piston, yang kemudian ditransformasikan melalui shank adaptor dan batang bor menuju mata bor. Berdasarkan jenis penggerak putaran dan tumbukannya, metode ini dibagi menjadi dua jenis yaitu : Hydrolic Top Hammer dan Pneumatic Top Hammer.b) Down the Hole Hammer ( DTH Hammer )Metode pemboran ini adalah metode pemboran tumbuk-putar yang sumber dasarnya menggunakan udara bertekanan. DTH Hammer dipasang dibelakang mata bor, di dalam lubang sehingga hanya sedikit energi tumbukan yang hilang akibat melewati batang bor dan sambungan-sambungannya. Contoh dari alat bor dengan menggunakan sistem tumbuk putar adalah jack hammer. Pada praktikum peledakan ini juga dikenalkan tentang suatu rumus yang antara lain :Keterangan :=Jumlah Burden = Jumlah SpasiL = Tinggi JenjangVequivalen ( ) = Keterangan n = Jumlah Lubang LedakH = Kedalaman Lubang LedakKecepatan Pemboran(Vpemboran) ( )= H / CtKeteranganH= Kedalaman pemboranCt= Cycle TimeProduksi Mesin Bor ()= Vpemboran x Vsetara x x 60 menitKeterangan : = Efisiensi Mesin BorTonase(ton/jam)= Produksi Mesin Bor x Densitas
2.3 Pelaksanaan Praktikum Pada praktikum acara I ini dilaksanakan pada : Hari, tanggal : Selasa, 29 Sepetember 2015Sesi / Jam : II / 10.00 12.00 WIBTempat :Laboratotium Pemboran dan Peledakan Teknik Pertambangan, Fakultas Teknologi Mineral, UPN Veteran YogyakartaPeralatan dan perlengkapan yang digunakan dalam praktikum adalaha. Kompresorb. Mistarc. Macam-macam mata bord. Jack Hammer Adapun Prosedur Praktikum acara II : Pelaksanaan praktikum diawali dengan mendeskripsikan bagian bagian dari kompresor, disamping itu juga dikenalkan prisip kerjadari kompresor, yaitu :1. Pulley bergerak karena energi dari motor yang dihubungkan dengan belt.2. Piston turun dan katup isap terbuka kemudian menghisap udara.3. Piston naik, udara masuk ke lubang menuju tabung.4. Piston turun dan katub isap terbuka kemudian menghisap udara. Praktikan juga mendapatkan pengetahuan tentang kegunaan kompresor, yaitu untuk memberikan tekanan udara pada alat bor. Selain itu praktikan juga diajarkan cara menghitung kapasitas kompresor.Keterangan:1. Tabung2. Pulley Besar 3. Pulley Kecil4. Belt5. Filter6. Piston7. Indikator RPM8. Tutup Klep9. Dinamo10. Selang Gambar 2.1Kompresor dan bagian-bagiannyaHasil adalah praktikum yang telah kami lakukan adalah : Mengetahui fungsi dari kompressor yaitu udara bertekanan tinggi yang dihasilkan oleh kompresor merupakan sumber tenaga bagi alat bor. Mengetahui dan memahami prinsip kerja, mekanisme dan fugsi bagian-bagian kompressor serta system peralatan yang berhubungan.. Mengetahui fungsi serta bagian-bagian dari kompressor. Suatu alat bor yang biasa digunakan untuk dipasangkan dengan kompresor terdiri dari beberapa bagian penting diantaranya :1. Mesin borMesin bor adalah alat pengubah energi potensial berupa udara bertekanan dari kompresor menjadi energi mekanik penggerak piston dan drill rod.2. Shank adaptorsShank adaptor adalah bagian tangkai yang digunakan untuk mentransmisikan energi tumbukan dari piston ke batang bor, kemudian dilanjutkan ke mata bor.3. Coupling Coupling digunakan untuk menghubungkan batang bor yang satu dengan yang lainnya sampai kedalaman lubang bor yang diinginkan4. Drill rodDrill rod merupakan bagian yang menggerakkan bit ( mata bor ) atau sebagai tempat mata bor.5. Bit ( mata bor )Merupakan mata bor yang jenisnya tergantung dari tujuan pemboran. Mata bor (bit ) ada beberapa macam yaitu : Datacable bitDisebut deteacable bit apabila bitnya bisa diganti-ganti tidak menyatu dengan drill rod. Pada jack hammer deteacable bit ini dikenal juga dengan soket. Forget bitDisebut Forget bit apabila menyatu dengan drill rod dan bitnya tidak bisa lepas. Pada jack hammer, forget bit ini dikenal juga dengan nama chiel.
Gambar Alat Bor
Gambar 2.2 Gambar 2.3Diamond Bit Tungsten Bit
Gambar 2.4 Gambar 2.5Drag Bit Tricone Bit
Gambar 2.6 Gambar 2.7X Bit Bottom Bit
Gambar 2.8 Chisel Bit2.4 Pembahasan1. Perbandingan antara kompresor adiabatic dan kompresor isothermis:1) Kompresor adiabatic : Peningkatan tekanan pada volume konstan tetapi tekanan dan temperatur berubah.2) Kompresor isothermis : Peningkatan tekanan pada temperatur tetap dan tekanan yang berubah. Pada kompresor adiabatic tekanan udara yang dihasilkan jauh lebih besar bila dibandingkan pada kompresor isothermis.2. Tujuan proses penekanan udara pada kompresor dilakukan bertahap agar distribusi udara yang dihasilkan untuk disalurkan pada mesin bor tetap terjaga sehingga dapat terjadi alur/ proses discharge ( pengeluaran ), return, suction ( isap udara ) secara teratur dan akhirnya dapat diperoleh kualitas udara yang baik pula dan juga berfungsi untuk efisiensi kerja water separator (pemisah air) untuk dapat dilakukan pemisahan uap air dari udara bertekanan secara teratur sehingga dihasilkan udara yang kering serta dapat dilakukan penyimpanan udara bertekanan apabila kebutuhannya melebihi kapasitas kompresor oleh penyimpan udara.3. Perbandingan ke tiga jenis kompresora. Reciprocating compressor, merupakan jenis yang paling banyak dipakai untuk pemboran yang menggunakan piston sebagai sumber penggerak utama dalam penangkapan udara.b. Rotary compressor, merupakan jenis kompresor dimana tekanan tinggi diperoleh dengan cara menekan gas dalam ruang tertutup dan mengurangi volume dengan gerakan satu atau beberapa langkah biasanya menggunakan baling baling udara.c. Centrifugal compressor, merupakan jenis kompresor dimana peningkatan tekanan dicapai dengan cara akselarasi udara dengan suatu elemen rotasi dan aksi posterior dari sebuah disffuser. Dari kompresor yang ada di laboratorium dilakukan pengukuran untuk menentukan kapasitas dari kompresor tersebut. Kapasitas kompresor dapat dihitung dengan menggunakan rumus :Kapasitas Kompresor (Cfm) = Vpiston x Rpm xMenghitung volume udara yang dihasilkan kompresor per cm3/menit.Diketahui :Diameter pulley besar= 17 cm Diameter pulley kecil= 7,5 cm Diameter silinder( d )= 5 cm Panjang langkah ( t )= 4 cm RPM = 1420 rpmJawab :Volume langkah= Luas silinder x Panjang langkah luas silinder= r2 x t= (3,14) (2,5 cm) 2 x 4 cm= 78,5 cm3Kapasitas Kompressor = x RPM x Volume piston= x 1420 rpm x 78,5 cm3= 49177,941 cm3/menit= 49177,941 dm3/menit x = 1736,509 x 10-3 ft3 /menit
Untuk memilih alat bor yang digunakan untuk pemboran. Dasar pemilihan alat bor adalah :1. Jenis pekerjaaan yang akan dilakukan, apakah surface atau underground2. Volume produksi yang direncanakan3. Jenis batuan4. Tinggi jenjang ( Geometri pemboran )5. Diameter lubang ledak6. Kondisi lapangan7. Peraturan atau undang undang setempat8. Fragmentasi Dari praktikum Acara I, kami mendapatkan informasi mengenai bagian bagian dari alat bor khususnya jack hammer, jenis jenis bit, cara kerja dari jack hammer dan merakit sekaligus melepas jack hammer. Ada tiga prosedur yang digunakan/ dipakai untuk menentukan kecepatan pemboran :1. Pengujian di laboratorium2. Perhitungan penetrasi berdasarkan kuat tekan batuan3. Estimasi berdasarkan siklus pemboran Dasar penentuan produksi alat bor adalah produksi mesin bor tergantung kecepatan pemboran mesin bor, volume setara dan penggunaan efektif mesin bor. Produksi mesin bor dinyatakan dalam m3/jam. Diketahui :Jenjang (L): 10 mBurden (B): 4 mSpasi (S): 5 mKedalaman Lubang bor (H) : 11,2 mDensitas: 2,66 T/m3CT: 3 menitEffisiensi (Ek): 85 %
Ditanya :-. % produksi untuk dibongkar Jawab :Volume Setara ( Veq ) : : : : 10,18 m3/mKecepatan Pemboran Rata-Rata (Vt) : : : 3,73 m/menitProduksi Mesin Bor (P) : Veq x Vt x Ek x 60: 10,18 m3/menit x 3,73 m/menit x 0,85 x 60 : 1936,54 m3/jamTonase: P x densitas: 1936,54 m3/jam x 2,66 T/m3: 5151,2 T/jam
2.5 Kesimpulan1.Kompresor merupakan alat yang berfungsi menghasilkan udara bertekanan tinggi yang merupakan sumber tenaga bagi alat bor. Energi yang dihasilkan oleh mesin bor merupakan energi potensial (udara bertekanan) yang kemudian oleh mesin bor akan diubah menjadi energi mekanik.2.Udara bertekanan yang dihasilkan oleh kompresor berguna untuk : Menggerakkan mesin bor. Membersihkan lubang bor guna mengangkat cutting. Mendinginkan mata bor. Kegiatan yang petama kali sebelum dilakukan peledakan adalah penyediaan lubang tembak yang dilakukan melalui pengeboran batuan dengan menggunakan alat bor.3. Dalam pemilihan kompresor harus disesuaikan dengan alat bor karena itu sangat berpengaruh pada kegiatan pemboran.4.Kapasitas Kompressor = x RPM x Volume piston= 1736,509 x 10-3 ft3 /menit5. Produksi Mesin Bor (P)= 1936,54 m3/jam Tonase= 5151,2 T/jam
LAMPIRAN
Pita Meisari/11213009425
