Modul Teknik Peledakan - baixardoc

DAFTAR ISI

PENDAHULUAN.....................................................................................2

A. Mekanisme pecahnya batuan akibat peledakan....................................2

B. Faktor – faktor yang mempengaruhi dalam merancang peledakan.....4

1. Peubah yang tidak dapat dikendalikan............................................4

a) Geologi...................................................................................4

b) Struktur Diskontinuitas..........................................................5

c) Sifat dan Kekuatan batuan.....................................................6

d) Pengaruh Air tanah................................................................7

e) Kondisi Cuaca........................................................................7

2. Peubah yang dapat dikendalikan.....................................................8

a) 2.2.2.1 Kemiringan Lubang Ledak........................................8

b) 2.2.2.2 Pola Pemboran..........................................................9

c) 2.2.2.3 Diameter Lubang Ledak............................................10

d) 2.2.2.4 Geometri Peledakan menurut Teori R.L.Ash.............12

e) 2.2.2.5 Geometri Peledakan menurut Teori C.J.Konya.........16

f) 2.2.2.6 Pola Peledakan..........................................................23

g) 2.2.2.7 Waktu Tunda...............................................................24

h) 2.2.2.8 Sifat Bahan Peledak...................................................26

i) 2.2.2.9 Pengisian Bahan Peledak...........................................29

C. Hasil Peledakan.....................................................................................30

1. Target Produksi................................................................................30

2. Tingkat Fragmentasi Batuan............................................................31

3. Efek Peledakan................................................................................33

a) Getaran Tanah.......................................................................33

b) Batu Terbang..........................................................................37

c) Ledakan Udara.......................................................................38

PENDAHULUAN

Salah satu metode pemberaian pada batuan adalah metode pemboran dan

peledakan. Metode pemboran dan peledakan bertujuan untuk menghancurkan,

Drilling and Blasting

melepas ataupun membongkar batuan dari batuan induknya, untuk memenuhi

target produksi dan memindahkan batuan yang telah hancur menjadi tumpukan

material (muckpile) yang siap untuk dimuat ke dalam alat angkut.

Salah satu indikator untuk menentukan keberhasilan suatu kegiatan

pemboran dan peledakan adalah tingkat fragmentasi batuan yang dihasilkan dari

kegiatan pemboran dan peledakan tersebut. Diharapkan ukuran fragmentasi

batuan yang dihasilkan sesuai dengan kebutuhan pada kegiatan penambangan

selanjutnya. Fragmentasi batuan yang memerlukan pemecahan ulang dinyatakan

sebagai bongkah, sehingga diperlukan upaya pemecahan ulang agar batuan

tersebut bias digunakan.

Untuk dapat mencapai tujuan di atas, diperlukan kontrol dan pengawasan

terhadap faktor yang dapat mempengaruhi suatu operasi peledakan.

A. Mekanisme pecahnya batuan akibat peledakan

Pada prinsipnya, pecahnya batuan akibat energi peledakan dapat dibagi dalam

3 tahap, yaitu : dynamic loading, quasi-static loading, dan release of loading

(gambar 1).

1. Proses pemecahan batuan tingkat I (dynamic loading)

Pada saat bahan peledak diledakkan di dalam lubang ledak, maka terbentuk

temperatur dan tekanan yang tinggi. Hal ini mengakibatkan hancurnya batuan di

sekitar lubang ledak serta timbulnya gelombang kejut (shock wave) yang

merambat menjauhi lubang ledak dengan kecepatan antara 3000 – 5000 m/detik,

sehingga menimbulkan tegangan tangensial yang mengakibatkan adanya rekahan

menjari mengarah keluar di sekitar lubang ledak.

2 | D r i l l i n g & B l a s t i n g

Gambar 1 : Proses pecahnya batuan akibat peledakan

2. Proses pemecahan batuan tingkat II (quasi-static loading)

Tekanan yang meninggalkan lubang ledak pada proses pemecahan tingkat II

adalah positif. Apabila shock wave mencapai bidang bebas (free face) akan

dipantulkan kemudian berubah menjadi negatif sehingga menimbulkan

gelombang tarik (tensile wave). Karena gelombang tarik ini lebih besar dari

kekuatan tarik batuan, maka batuan akan pecah dan terlepas dari batuan induknya

(spalling) yang dimulai dari tepi bidang bebasnya.

3 | D r i l l i n g & B l a s t i n g

3. Proses pemecahan batuan tingkat III (release of loading)

Karena pengaruh tekanan dan temperatur gas yang tinggi maka retakan

menjari yang terjadi pada proses awal akan meluas secara cepat yang diakibatkan

oleh kekuatan gelombang tarik dan retakan menjari. Massa batuan yang ada di

depan lubang ledak akan terdorong oleh terlepasnya kekuatan gelombang tekan

yang tinggi dari dalam lubang ledak, sehingga pemecahan batuan yang sebenarnya

akan terjadi. Umumnya batuan akan pecah secara alamiah mengikuti bidang –

bidang yang lemah, seperti kekar dan bidang perlapisan.

B. Faktor – faktor yang mempengaruhi dalam merancang peledakan

Faktor-faktor yang mempengaruhi kegiatan peledakan dapat dikelompokkan

dalam dua kategori yaitu peubah yang dapat dikendalikan (controllable variable)

dan tidak dapat dikendalikan (uncontrollable variable). (Gambar 2)

1. Peubah yang tidak dapat dikendalikan

Adalah faktor-faktor yang tidak dapat dikendalikan oleh kemampuan manusia,

hal ini disebabkan karena prosesnya terjadi secara alamiah. Yang termasuk faktor-

faktor ini adalah :

a) Geologi

Batuan yang menyusun kerak bumi dikelompokkan menjadi tiga

kelompok besar yaitu batuan beku, batuan sedimen, dan batuan metamorf.

Proses terbentuknya suatu jenis batuan berbeda dengan jenis batuan lain.

Tiap-tiap tipe batuan tersusun dari mineral-mineral dalam berbagai

komposisi, ukuran, tekstur, dan struktur yang berlainan. Batuan yang

trsingkap dipermukaan bumi akan mengalami proses pelapukan dan proses

pelapukan untuk tiap-tiap batuan juga berbeda. Hal ini sangat berpengaruh

pada sifat fisik dan mekanik dari batuan. Batuan yang masih segar

umumnya mempunyai kekuatan yang lebih besar, dan akan berkurang

sejalan dengan proses pelapukan yang dialami.

4 | D r i l l i n g & B l a s t i n g

Gambar 2 : Peubah Terkendali dan Tidak Terkendali Dalam Rancangan Peledakan

b) Struktur Diskontinuitas

Sejauh menyangkut penggalian, massa batuan dibedakan menjadi dua

kelompok yaitu segar dan lapuk. Untuk batuan segar, sifat diskontinuitas

berperan penting, karena melalui zona diskontinuitas ini proses pelapukan

akan berlangsung secara intensif. Diskontinuitas ini dapat berupa kekar,

5 | D r i l l i n g & B l a s t i n g

retakan, sesar, dan bidang bidang perlapisan. Kekar merupakan

rekahanrekahan dalam batuan yang terjadi karena tekanan atau tarikan

yang disebabkan oleh gaya-gaya yang bekerja dalam kerak bumi atau

pengurangan bahkan kehilangan tekanan dimana pergeseran dianggap

sama sekali tidak ada. Struktur kekar ini sangat penting diketahui dan

merupakan pertimbangan utama dalam operasi peledakan, dengan adanya

struktur kekar ini maka energi gelombang tekan dari bahan peledak akan

mengalami penurunan yang disebabkan adanya gas-gas hasil reaksi

peledakan yang menerobos melalui rekahan, sehingga mengakibatkan

penurunan daya tekan terhadap batuan yang akan diledakkan. Penurunan

daya tekan ini akan berdampak terhadap batuan yang diledakkan sehingga

dapat mengakibatkan terjadinya bongkah pada batuan hasil peledakan

bahkan batuan hanya mengalami keretakan.

c) Sifat dan kekuatan batuan

Sifat batuan yang penting untuk dipertimbangkan dalam rangka

perbaikan fragmentasi hasil peledakan antara lain :

• Sifat fisik : bobot isi

Pada umumnya bobot isi batuan digunakan sebagai petunjuk kemudahan

batuan untuk dipecahkan dan dipindahkan. Untuk volume batuan yang

sama, batuan yang berat memerlukan energi yang lebis besar untuk

membongkarnya

• Sifat mekanik : cepat rambat gelombang, kuat tekan dan kuat tarik.

Kecepatan rambat gelombang tiap batuan berbeda. Batuan yang massif

mempunyai kecepatan perambatan gelombang yang tinggi, berkaitan

dengan hal tersebut, penggunaan bahan peledak yang mempunyai

kecepatan detonasi yang tinggi dapat memberikan hasil fragmentasi yang

baik. Kuat tekan dan kuat tarik juga dapat digunakan sebagai petunjuk

kemudahan batuan untuk dipecahkan. Batuan pada dasarnya lebih kuat

atau tahan terhadap tekanan dari pada tarikan, hal ini dicirikan oleh kuat

tekan batuan lebih besar dibandingkan dengan kuat tariknya.

6 | D r i l l i n g & B l a s t i n g

d) Pengaruh air tanah

Kandungan air dalam jumlah yang cukup banyak dapat mempengaruhi

stabilitas kimia bahan peledak yang sudah diisikan kedalam lubang ledak.

Kerusakan sebagian isian bahan peledak dapat mengurangi kecepatan

reaksi bahan peledak sehingga akan mengurangi energi peledakan, atau

bahkan isian akan gagal meledak (misfire). Misalnya ANFO yang dapat

larut dalam air , tidak dapat digunakan untuk zona peledakan yang banyak

airnya. Untuk mengatasi pengaruh air, dapat menggunakan pompa untuk

mengeluarkan air tersebut dari lubang ledak kemudian membungkus bahan

peledak menggunakan plastik.. Penutupan pada lubang ledak pada saat

hujan juga merupakan salah satu cara mengurangi pengaruh air. Alternatif

lain dalam mengatasi adanya pengaruh air dalam lubang ledak adalah

dengan menggunakan bahan peledak yang tahan terhadap air atau dengan

kata lain bahan peledaka tersebut mempunyai ketahanan terhadap air

(water resistence) yang sangat baik., contohnya emulsi, watergel atau

slurries.

e) Kondisi cuaca

Kondisi cuaca mempunyai pengaruh besar terhadap kegiatan

pembongkaran batuan, hal ini berkaitan dengan jadwal waktu kerja efektif

rata–rata. Dalam suatu operasi peledakan, proses pengisian dan

penyambungan rangkaian lubang ledak dilakukan pada cuaca normal, dan

harus dihentikan ketika cuaca mendung (akan hujan) apalagi disertai kilat,

dan hal ini sangat membahayakan apabila mengunakan metode pelakan

listrik, karena kilatan dapat mengaktifasi aliran listrik, sehingga akan

terjadi peledakan prematur. Pada daerah tropik, semakin banyak hari hujan

berarti jumlah jam kerja efektif untuk operasi peledakan menjadi semakin

pendek. Semuanya itu demi kelancaran proses peledakan dan disamping

itu akan menjamin keamanan para pekerja.

2. Peubah yang dapat dikendalikan

7 | D r i l l i n g & B l a s t i n g

Adalah faktor-faktor yang dapat dikendalikan oleh kemampuan manusia

dalam merancang suatu peledakan untuk memperoleh hasil peledakan yang

diharapkan. Adapun faktor-faktor tersebut adalah :

a) Kemiringan Lubang Ledak

Kemiringan lubang ledak secara teoritis ada dua, yaitu lubang ledak

tegak dan lubang ledak miring. Rancangan peledakan yang menerapkan

lubang ledak tegak, maka gelombang tekan yang dipantulkan oleh bidang

bebas lebih sempit, sehingga kehilangan gelombang tekan akan cukup

besar pada lantai jenjang bagian bawah, hal ini dapat menyebabkan

timbulnya tonjolan pada lantai jenjang. Sedangkan pada peledakan dengan

lubang ledak miring akan membentuk bidang bebas yang lebih luas,

sehingga akan mempermudah proses pecahnya batuan dan kehilangan

gelombang tekan pada lantai jenjang menjadi lebih kecil (Gambar 3).

Gambar 3: Pemboran dengan lubang ledak tegak dan lubang ledak miring

Keuntungan dan kerugian dari penggunaan kedua sistem tersebut

adalah sebagai berikut:

Keuntungan dari lubang ledak miring adalah:

• Fragmentasi dari tumpukan hasil peledakan yang dihasilkan lebih baik,

karena ukuran burden sepanjang lubang yang dihasilkan relative

seragam.

• Mengurangi kemungkinan missfire yang disebabkan oleh cut off dari

pergerakan burden.

8 | D r i l l i n g & B l a s t i n g

• Dinding jenjang dan lantai jenjang yang dihasilkan relatif lebih rata.

• Mengurangi terjadinya pecah berlebihan pada batas baris lubang ledak

bagian belakang (back break)

• Powder factor lebih rendah, ketika gelombang kejut yang dipantulkan

untuk menghancurkan batuan pada lantai jenjang lebih efisisen.

• Produktifitas alat muat tinggi karena tumpukan hasil peledakan

(muckpile) lebih rendah dan seragam.

Kerugian dari lubang ledak miring adalah sebagai berikut:

• Kesulitan dalam penempatan sudut kemiringan yang sama antar lubang

ledak serta dibutuhkan lebih banyak ketelitian dalam pembuatan lubang

ledak.

• Mengalami kesulitan dalam pengisian bahan peledak.

• Pada pemboran lubang ledak dalam, sudut deviasi yang dibentuk akan

semakin besar.

Keuntungan lubang ledak tegak adalah sebagai berikut :

• Pemboran dapat dilakukan dengan lebih mudah dan lebih akurat

• Untuk tinggi jenjang sama lubang ledak akan lebih pendek jika

dibanding dengan lubang ledak miring.

Kerugian lubang ledak tegak adalah sebagai berikut:

• Kemungkinan timbulnya tonjolan pada lantai jenjang (toe) besar

• Kemungkinan timbulnya retakan ke belakang jenjang (back break) dan

getaran tanah lebih besar.

• Lebih banyak menghasilkan bongkah pada daerah di sekitar stemming.

b) Pola Pemboran

Pola pemboran merupakan suatu pola dalam pemboran untuk

menempatkan lubang – lubang ledak secara sistematis. Pola pemboran ada

2 macam, yaitu : Pola pemboran sejajar (parallel pattern) dan Pola

pemboran selang – seling (staggered pattern) Pola pemboran sejajar

adalah pola pemboran dengan penempatan lubang ledak dengan baris

(row) yang berurutan dan sejajar dengan burden. Sedangkan pola

pemboran selang – seling merupakan pola pemboran yang penempatan

lubang – lubang ledaknya selang – seling setiap kolomnya (gambar 4)

9 | D r i l l i n g & B l a s t i n g

Gambar 4 : Pola pemboran

Pada kondisi di lapangan, pola pemboran sejajar lebih mudah dalam

pembuatan dan pengaturannya, namun fragmentasi yang dihasilkan kurang

seragam, sedangkan untuk pola pemboran selang – seling fragmentasi

yang dihasilkan lebih seragam walaupun lebih sulit dalam pengaturan di

lapangan. Menurut hasil penelitian pada peledakan batuan yang kompak

dan homogen, menunjukkan bahwa produktivitas dan tingkat fragmentasi

hasil peledakan menggunakan pola pemboran selang – seling lebih baik

dibandingkan dengan pola pemboran sejajar. Hal ini disebabkan karena

pada pola pemboran selang – seling, energi yang dihasilkan terdistribusi

lebih optimal dalam batuan.

c) Diameter Lubang Ledak

Pemilihan diameter lubang ledak tergantung pada tingkat produksi

yang diinginkan. Pemilihan ukuran lubang ledak secara tepat sangat

penting untuk memperoleh hasil fragmentasi secara maksimal dengan

biaya rendah. Diameter lubang ledak berpengaruh pada penentuan jarak

burden dan jumlah bahan peledak yang digunakan pada setiap lubangnya

(Gambar 5)

10 | D r i l l i n g & B l a s t i n g