STUDI KASUS PADA AKTIVITAS PERTAMBANGAN BATUBARA DI …

1

ESTIMASI PENGARUH VIBRASI BLASTING PADA KESTABILAN HIGHWALL:

STUDI KASUS PADA AKTIVITAS PERTAMBANGAN BATUBARA

DI SITE ASAM-ASAM, KALIMANTAN SELATAN

Nurul Fitriani1, Agus Laesanpura2, Cahli Suhendi3, Yan Andrianis Mahartadika4

Teknik Geofisika Institut Teknologi Sumatera1

Teknik Geofisika Institut Teknologi Bandung2

Teknik Geofisika Institut Teknologi Sumatera3

PT. Anugerah Lumbung Energi4

Email : [email protected]

ABSTRAK

Estimasi pengaruh vibrasi blasting pada kestabilan highwall dilakukan pada site Asam-Asam,

Kalimantan Selatan. Getaran yang dihasilkan blasting merupakan getaran tanah (ground

vibration) berupa gelombang yang pada batas tertentu dapat menyebabkan kerusakan pada

struktur highwall sehingga terjadi perpindahan massa batuan. Pada wilayah penelitian,

blasting dilakukan hampir setiap hari. Oleh karena itu, diperlukan penelitian mengenai bidang

gelincir longsor untuk tindakan penanganannya. Estimasi pengaruh vibrasi meliputi analisis

nilai kestabilan highwall (nilai Factor of Safety) dan nilai displacement yang dihasilkan akibat

aktivitas blasting. Parameter masukan yang digunakan meliputi jenis litologi batuan, data sifat

fisik dan mekanika batuan serta data nilai parameter ground vibration. Estimasi range nilai

FoS dengan pengaruh vibrasi blasting yaitu nilai ɑmaks terkecil hingga terbesar (0,06 Gal

hingga 0,19 Gal) adalah 0,668 hingga 0,033. Bagian highwall yang diprediksi dapat terjadi

longsor memiliki bidang gelincir yang sama di setiap pemodelan yaitu pada bagian tengah

highwall. Nilai displacement yang terdapat pada titik pengamatan highwall penelitian yaitu

pada sliding control 5 dan 6 berada pada range nilai 2 x 103 mm hingga 5 x 103 mm. Nilai

tersebut tidak berbeda jauh dengan hasil observasi yaitu berada pada range nilai 1,6 x 103 mm

hingga 2,5 x 103 mm. Displacement maksimal titik rawan longsor terdapat pada kondisi

highwall yang memiliki nilai frekuensi sebesar 5 Hz, yang terjadi di Line C dan berada di

tengah highwall.

Kata Kunci: Highwall, Stabilitas Lereng, Nilai FoS, Displacement dan Titik Rawan Longsor

mailto:[email protected]

2

ABSTRACT

Estimation of the effect vibration blasting on highwall stability was carried out at the Asam-

Asam site, South Kalimantan. The vibration produced by blasting is ground vibration in the

form of waves which at a certain limit can cause damage to the highwall structure so that rock

mass transfer occurs. In the research area, blasting is done almost every day. Therefore,

research is needed on the field of landslides for handling measures. The estimated vibration

effect includes an analysis of the highwall stability value (Factor of Safety value) and the

displacement value generated due to blasting activity. Input parameters used include rock

lithology, rock physical and mechanical properties data and ground vibration parameter

values. Estimated range of FoS values with the effect of vibration blasting is the smallest to

largest ɑmax values (0.06 Gal to 0.19 Gal) is 0.668 to 0.033.The part of the highwall which is

predicted to occur landslides has the same slip plane in each modeling that is in the middle of

the highwall. The displacement values found at the highwall observation points of the study,

namely the sliding control 5 and 6 are in the range of values from 2 x 103 mm to 5 x 103 mm.

This value is not much different from the observation results which are in the range of values

of 1.6 x 103 mm to 2.5 x 103 mm. Maximum displacement of the landslide prone point is found

in the highwall condition which has a frequency value of 5 Hz, which occurs in Line C and is

in the middle of the highwall.

Keywords: Highwall, Slope Stability, FoS Value, Displacement, Classification and Landslide

Prone Point.

3

PENDAHULUAN

Blasting dilakukan untuk menghancurkan

semua atau sebagian lapisan tanah dan

batuan penutup (overburden) yang berada

di atas bahan galian berhargaSebagian

energi yang dilepaskan dalam proses

blasting akan terbuang dalam bentuk panas,

getaran maupun suara [1].

Getaran yang dihasilkan akibat blasting

merupakan getaran tanah (ground

vibration) berupa gelombang yang pada

batas tertentu dapat menyebabkan

kerusakan pada struktur highwall,

bangunan serta sarana dan prasarana

operasional pertambangan. Pengukuran

ground vibration menghasilkan nilai

parameter getaran seperti Peak Particle

Velocity (PPV), Peak Particle Acceleration

(PPA) serta besar frekuensi blasting.

Parameter getaran merupakan salah satu

penentu nilai batas aman proses blasting di

lapangan terhadap kestabilan lereng

berdasarkan nilai Factor of Safety (FoS).

Aktivitas blasting akan berpengaruh

terhadap kestabilan lereng. Stabilitas lereng

tertinggi (highwall) pada pertambangan

open pit menjadi salah satu kunci dalam

keberhasilan operasional pertambangan.

Stabilitas dari highwall menjadi masalah

yang membutuhkan perhatian khusus

terhadap kelangsungan operasional

pertambangan. Longsornya suatu jenjang

lereng (bench) ataupun permukaan

kemiringan lereng (slope) yang merupakan

jalan angkut (haul road) operasional

pertambangan serta berdekatan dengan

batas properti dan instalasi penting dapat

menyebabkan gangguan pada aktivitas

pertambangan. Penelitian ini mencoba

menganalisis kestabilan lereng untuk

memperoleh batasan nilai FoS terkecil pada

lereng penelitian. Hasil perhitungan nilai

FoS terkecil pada lereng penelitian akan

dilihat kestabilannya berdasarkan

klasifikasi [2] sehingga lereng dapat

dikategorikan aman atau tidak aman.

Upaya penanggulangan untuk mengurangi

risiko terjadinya longsor ditentukan

berdasarkan interaksi faktor eksternal yaitu

pengaruh aktivitas blasting terhadap lereng

tersebut sehingga kegiatan operasional

pertambangan dapat diimplementasikan

sesuai desain yang telah ditetapkan dan

berjalan dengan aman. Analisis kestabilan

lereng tersebut diharapkan dapat digunakan

sebagai pertimbangan dalam merancang

desain pertambangan yang optimal untuk

diterapkan, serta memberikan gambaran

mengenai kondisi lereng penelitian agar

dapat dilakukan tindakan lebih lanjut untuk

meminimalkan risiko terjadinya kecelakaan

operasional.

4

LOKASI DAN GEOLOGI REGIONAL

Penelitian dilakukan pada highwall

pertambangan batubara site Asam–Asam

yang secara administratif berada dalam

Desa Riam Adungan, Kecamatan Kintap,

Kabupaten Tanah Laut, Provinsi

Kalimantan Selatan.

Gambar 1 Peta daerah lokasi penelitian

(Google Earth,2019)

Gambar 2 Lokasi PIT-ALE terhadap struktur

regional (PT Anugerah Lumbung Energi, 2018)

Lokasi penelitian disusun oleh Formasi

Pitap [3]. Formasi Pitap merupakan

Endapan Flysch berupa perselingan antara

batu bara, batu pasir, batu lempung, batu

lanau, serpih, rijang, breksi, olistolit batu

gamping dan lava basal. Kelompok batuan

terendapkan di atas granit yang berumur

Ketebalan formasi ini lebih dari 2000

meter.

METODE PENELITIAN

Pengamatan Pergerakan Pergeseran

Lereng (Sliding Control)

Alat yang digunakan yaitu Total Station

Trimble C dan prisma reflector. Bench

Mark yang menjadi titik acuan pergerakan

lereng terletak pada sliding control 5 dan

sliding control 6.

Gambar 3 Pengamatan dari view point ke arah SC

5 dan SC 6

Pengukuran Ground Vibration

Pengukuran dilakukan menggunakan alat

Blastmate III. Parameter yang diperoleh

dari pengukuran adalah Peak Particle

Velocity, Peak Particle Acceleration dan

frekuensi vibrasi.

Klasifikasi nilai Factor of Safety lereng

dan Keadaan lereng

Nilai rentang FoS dapat dikategorikan

intensitas kelongsorannya berdasarkan

klasifikasi [2] yang terlihat pada Tabel 2.2.

5

Tabel 1 Hubungan nilai FoS lereng dan Keadaan

lereng (Bowles,1984)

Nilai FoS Indikasi Lereng

< 1.07 Labil

1.07 - 1.25 Kritis

> 1.25 Tidak Stabil stabil

Getaran Tanah (Ground Vibration)

Getaran tanah (ground vibration) terjadi

apabila pada zona elastis memiliki tegangan

yang lebih kecil dari kekuatan material

yang terlibat sehingga hanya menyebabkan

perubahan bentuk dan volume. Getaran

tersebut pada batas tinggi tertentu dapat

menyebabkan terjadinya kerusakan struktur

disekitar lokasi blasting. Gelombang hasil

aktivitas blasting merambat dalam bentuk

bola, Gelombang P merupakan gelombang

dominan yang mengakibatkan retakan pada

batuan [4].

Parameter-Parameter Getaran (Vibrasi)

Getaran tanah yang dihasilkan blasting

diperkirakan dengan menghubungkan hasil

pengukuran ground vibration dengan

parameter - parameter blasting yang

mempengaruhinya. Parameter - parameter

tersebut adalah sebagai berikut :

1. Scaled Distance (SD)

Scaled Distance dihitung untuk mengetahui

jarak atau titik aman dari lokasi atau titik

peledakan.

SD = 𝐷

√𝑊 (1)

Keterangan :

D = Jarak muatan maksimal terhadap

lokasi pengamatan (m).

W = Muatan bahan peledak maksimal

per periode tunda (kg).

2. Peak Particle Velocity (PPV)

Peak Particle Velocity dihitung untuk

mengetahui kecepatan maksimum getaran

peledakan.

PPV = k (𝐷

√𝑊)− α (2)

Keterangan:

PPV = Peak Particle Velocity (mm/s).

D = Jarak muatan maksimal terhadap

lokasi pengamatan (m).

W = Muatan bahan peledak maksimal

per periode tunda (kg)

k, α = Konstanta yang harganya dapat

dicari pada software Blastware

3. Frekuensi Getaran

Frekuensi getaran merupakan banyaknya

jumlah gelombang dalam per satuan waktu

pada aktivitas blasting.

4. Percepatan Getaran (ɑmaks)

Percepatan getaran merupakan laju pada

saat terjadi perubahan kecepatan partikel.

Hubungan antara percepatan getaran

horizontal dan PPV :

ɑmaks = 2 𝑥 ᴨ 𝑥 𝑃𝑃𝑉 𝑥 𝑓

386,4 (3)

Keterangan:

PPV = Peak Particle Velocity (mm/s)

6

F = Frekuensi dari respon getaran

(Hz)

5. Displacement

Perubahan kedudukan atau letak suatu

material yang berpindah karena adanya

pemicu gerakan. Formulasi displacement

dinyatakan dalam persamaan :

Ս(t) = A sin (ωt) (4)

Keterangan :

U = displacement (m)

ω = percepatan sudut

t = time (detik)

A= Amplitudo (m)

Kriteria Mohr Coulomb

Kriteria keruntuhan Mohr Coulomb

menjelaskan bahwa keruntuhan terjadi

akibat adanya kombinasi kritis antara

tegangan normal dan tegangan geser.

τ = c + σn

tan (5)

Keterangan :

τ = tegangan geser (kN/m2)

c = kohesi (kN/m2)

σn = tekanan normal (kN/m2)

= sudut geser dalam (°)

Konsep Nilai Factor of Safety Lereng

Kestabilan lereng dipengaruhi oleh

beberapa faktor yang dapat dinyatakan

secara sederhana sebagai perbandingan

ratio antara gaya penahan dan gaya

penggerak yang bertanggung jawab

terhadap kestabilan lereng tersebut.

Gambar 4 Gaya kesetimbangan batas pada suatu

lereng (Arif, 2016)

Kestabilan lereng berdasarkan FoS dapat

dinyatakan sebagai berikut:

FoS = 𝑔𝑎𝑦𝑎 𝑝𝑒𝑛𝑎ℎ𝑎𝑛

𝑔𝑎𝑦𝑎 𝑝𝑒𝑛𝑔𝑔𝑒𝑟𝑎𝑘

= 𝐾𝑒𝑘𝑢𝑎𝑡𝑎𝑛 𝑔𝑒𝑠𝑒𝑟

𝐺𝑎𝑦𝑎 𝑝𝑒𝑛𝑔𝑔𝑒𝑟𝑎𝑘

= 𝐹∗/𝐴

𝐹/𝐴

= 𝜏∗

𝜏 (6)

Keterangan :

F* = gaya penahan (kN/m2)

F = gaya penggerak (kN/m2)

𝜏 ∗ = kekuatan geser (kN/m2)

𝜏 = gaya penggerak (kN/m2)

A = luasan area bidang (m2)

Metode Bishop Disederhanakan

(Simplified Bishop Method)

Simplified Bishop Method mengasumsikan

bahwa bidang longsor berbentuk busur

(lingkaran) dan dibagi menjadi beberapa

irisan.

ni

i

ii

ni

i ii

iiii

W

buWbc

1

1

sin

FoS/'tantan1(cos

1.'tan)('

FoS

(7)

7

Untuk nilai FoS dengan pengaruh eksternal

blasting, maka :

ni

i

ii

ni

i ii

iiii

dseismicloaW

buWbc

1

1

)sin(

FoS/'tantan1(cos

1.'tan)('

FoS

(8)

Keterangan:

FoS = Factor of Safety

C’ = kohesi tanah efektif

𝜃’ = sudut gesek dalam

bi = lebar irisan ke – i

Wi = lebar irisan tanah ke – i

𝜃i = sudut geser dalam

ui = tekanan air pori pada

irisan ke – i

Seismic load = ɑmaks (Gal)

Analisis Numerical Modelling FLAC3D

Aktivitas blasting akan menghasilkan

stress baru yang mengakibatkan deformasi.

Formulasi dalam mekanisme persamaan

gerak (equation of motion) yang bekerja

adalah :

∇ . 𝜎 + 𝜌𝑚 . 𝑔 = 𝜌𝑚 𝑑𝑣

𝑑𝑡 (9)

Keterangan :

𝜎 = Tensor tegangan total (Pa)

𝜌𝑚 = Kepadatan rata – rata massa

batuan (kg/m3)

𝑔 = Percepatan gravitasi (m/s2)

𝑑𝑣

𝑑𝑡 = Differensial kecepatan per waktu

Stress-strain tambahan yang dihasilkan

selama pergerakan dalam waktu tertentu

diatur oleh sifat dasar elastis atau elasto-

plastik.

∆ 𝜎 ͭ = 𝑯(𝜎ͭ, έ∆𝑡) (10)

Keterangan :

𝜎 ͭ = Transpos tensor tegangan total

𝑯 = Fungsi material

έ = Infinitesimal strain-rate tensor

𝑡 = Waktu (detik)

Perhitungan dinamis eksplisit dasar beralih

antara penyelesaian persamaan gerak dan

persamaan konstitutensi stress-strain

menggunakan step waktu yang cukup kecil

untuk memastikan stabilitas numerik.

Vᵢ(𝑡 + ∆𝑡

2)= Vᵢ(𝑡 −

∆𝑡

2) +

∆𝑡

𝑚 Ʃᵢ F𝑖

𝑡 (11)

Keterangan :

Vᵢ = Kecepatan di-i

𝑡 = Waktu (detik)

∆𝑡

𝑚 = Differensial waktu per rata – rata

(detik)

F𝑖𝑡 = Gaya di-i (N)

HASIL DAN PEMBAHASAN

Hasil Observasi Pergeseran Lereng

a. Pergeseran total horizontal

THD = √(𝑋ᵢ − 𝑋₀)² + (𝑋ᵢ − 𝑋₀)²2

X = Titik Nortthing

Y = Titik Easthing

b. Pergeseran total vertikal

TVD = Elevasiᵢ - Elevasi₀

8

Pengamatan pergerakan lereng SC 5

dengan pergeseran total sebesar 109,75

mm/hari, berdasarkan kriteria Zavodni

(2001) menandakan adanya perubahan

geometri lereng dan kecepatan pergeseran

secara bertahap sedangkan pergerakan

lereng SC 6 dengan pergeseran total sebesar

45 mm/hari mengindikasikan kegagalan

bertahap (keruntuhan total diperkirakan

dalam 48 hari). Sedangkan berdasarkan

kriteria Sullivan (2007) pergerakan lereng

SC 5 dan SC 6 dengan menandakan adanya

pergerakan keruntuhan sebelum terjadi

longsor.

Berdasarkan kriteria pergerakan lereng

secara vertikal (Litbang Pekerjaan Umum,

2005) pada hasil pengamatan pergeseran

lereng bulan Juni dengan pergerakan total

vertikal SC 5 sebesar 2,5 m/bulan dan

pergerakan total vertikal SC 6 sebesar 1,26

m/bulan yang dapat dikategorikan dengan

pergerakan lereng lambat hingga menengah

sehingga diprediksi terjadi sedikit

kerusakan hingga menengah dan akan

mengalami tipe longsoran gelincir.

Hasil Observasi Pengukuran Ground

Vibration

Gelombang tersebut terdiri dari gelombang

vertikal, gelombang longitudinal dan

transversal.

Tabel 2 Hasil pengukuran ground vibration di

lapangan (PPA, PPV dan Frekuensi)

No Tanggal Jarak

(m)

PPA (Gal)

Trans Vert Long

1 17-Jul-19 558 0,027 0,027 0,027

2 23-Jul-19 719 0,04 0,04 0,027

3 24-Jul-19 602 0,027 0,027 0,04

4 25-Jul-19 615 0,027 0,04 0,027

PPV (m/s2) Frekuensi (Hz)

Trans Vert Long Trans Vert Long

3,17 3,5 1,85 1,2 2,4 1

1,13 1,14 1,65 4,3 5 2,25

2,25 3 0,3 1,8 2,7 1,34

2 2,5 0,25 2,25 3,25 2,25

Hubungan Antara Peak Particle Velocity

dan Scale Distance

Nilai PPV tersebut digunakan dalam

penentuan nilai ɑmaks yang berpengaruh

pada kestabilan lereng. Adapun

perhitungan nilai SD pada observasi di

lapangan yaitu :

Tabel 3 Data Scaled Distance (SD) dari hasil

observasi

Handak

(kg)

SD

(m/√kg)

PPV (mm/s)

Trans Vert Long

3780 7,449371 3,17 3,5 1,85

2210 15,29441 1,13 1,14 1,65

2690 11,60701 2,25 3 0,3

3630 10,20756 2 2,5 0,25

Nilai ɑmaks ditentukan dengan mencari

nilai PPV perhitungan secara teoretis pada

9

lereng penelitian. Untuk menentukan nilai

PPV teoretis ditentukan terlebih dahulu

nilai konstanta (K) dan (α).

Gambar 5 Penentuan nilai koefisien K dan α

PPV = 32,68 (SD) -0,958 diperoleh dari hasil

analisis regresi yang merupakan persamaan

hubungan antara PPV dan SD. Nilai

koefisien K = 32,68 dan nilai koefisien α =

-0,958.

Prediksi Getaran dengan Teori Scale

Distance

Dilakukan perhitungan secara teoretis

terhadap nilai parameter getaran PPV tepat

pada highwall penelitian.

Tabel 5 Data Scaled Distance (SD) dari hasil

perhitungan

Tanggal SD (m/√kg) PPV Teoretis (mm/s)

17-Jul-19 7,449370557 4,773000634

23-Jul-19 15,29441089 2,396070929

24-Jul-19 11,6070098 3,120900705

25-Jul-19 10,20755675 3,529676962

Perhitungan Nilai Percepatan Maksimal

(ɑmaks)

Nilai percepatan maksimal horizontal dapat

diperoleh dengan menggunakan formulasi

dengan parameter frekuensi dan PPV

blasting.

Tabel 4 Nilai percepatan maksimal

Tanggal ɑmaks (Gal)

Trans Vert Long

17-Jul-19 0,093135472 0,1862709 0,0776129

23-Jul-19 0,167536913 0,1948104 0,0876647

24-Jul-19 0,091347116 0,1370207 0,0680029

25-Jul-19 0,129139726 0,1865352 0,1291397

Analisis Nilai Factor of Safety pada

Highwall Penelitian

Geometri highwall digunakan dalam

pemodelan 2D analisa kestabilan lereng dan

penentuan nilai displacement highwall 3D.

Highwall penelitian terdiri dari empat

pasang bench dan slope yang dinamakan

dengan Line A – Line D.

Gambar 6 Topografi highwall penelitian

10

Tabel 6 Geometri lereng daerah penelitian highwall

Line Tinggi

Slope (m)

Lebar

Bench (m)

Kemiringan

(°)

A 5,8 13,6 35

B 26,7 23,6 29

C 14,5 14,3 43

D 3,9 7,2 37

Analisis Perhitungan Manual Nilai

Factor of Safety pada Highwall

Perhitungan nilai FoS tersebut berada pada

bagian geometri lereng yang memiliki

tingkat rawan longsor yang tinggi secara

visual di lapangan yaitu pada geometri

lereng Line C. Geometri highwall dipartisi

sebanyak 25 partisi.

Gambar 7 Bidang highwall yang dipartisi

Tabel 7 Data material batuan pada highwall

Tabel 8 Estimasi nilai seismic load (ɑmaks)

terhadap nilai FoS pada perhitungan manual

No ɑmaks

(Gal) FoS Kestabilan Highwall

1 0 1,996 Stabil

2 0,06 0,697 Tidak Stabil














Semakin besar ɑmaks (seismic load) yang

mempengaruhi suatu lereng maka semakin

kecil nilai FoS. Hal tersebut berarti semakin

besar nilai ɑmaks maka kondisi lereng

semakin tidak stabil atau tidak aman.

Gambar 8 Grafik hubungan antara nilai FoS

manual dan ɑmaks

11

Analisis Nilai Factor of Safety Highwall

dengan Metode Bishop pada Software

Rocscience Slide

Pengolahan nilai FoS dilakukan

berdasarkan ada dan tidaknya pengaruh

eksternal blasting berupa estimasi nilai

ɑmaks yaitu nilai 0,06 Gal sampai dengan

0,19 Gal.

Gambar 9 Keadaan slope tanpa gangguan eksternal

Gambar 10 Keadaan slope dengan koefisien

seismic load sebesar 0.06 Gal

Gambar 11 Keadaan slope dengan koefisien

seismic load sebesar 0.19 Gal

Hasil kalkulasi nilai FoS terkecil dengan

pengaruh koefisien seismic load 0,19 Gal

adalah 0,033 yang ditunjukkan pada

Gambar 10. Berdasarkan kriteria Bowles

(1984) nilai tersebut tergolong tidak aman

karena sudah di bawah batas nilai 1,25.

Tabel 9 Nilai seismic load (ɑmaks) terhadap nilai

FoS pada Software Rocscience Slide 6.0

No ɑmaks

(Gal)

FoS Kestabilan

Highwall

1 0 1,916 Stabil















12

Bidang gelincir pada highwall yang

berpotensi longsor terletak pada bagian

tengah highwall yaitu bearada pada Line C.

Salah satu faktor utama yang menyebabkan

Line C sebagai bidang gelincir yang

berpotensi terjadinya longsor yaitu besar

kemiringan lereng. Besar kemiringan pada

Line C yaitu 43°. Kemiringan lereng

merupakan indikator topografi yang

mempengaruhi pergerakan lereng, semakin

curam kemiringan suatu lereng maka

medan luncurnya akan semakin besar

karena didorong oleh faktor gaya gravitasi

bumi. Kondisi lereng yang terjal akan

memperbesar gaya pendorong lereng.

Semakin besar sudut kemiringan lereng,

semakin besar pula gaya dorong terhadap

material penyusun lereng.

Gambar 12 Grafik hubungan antara nilai FoS

software dan ɑmaks

Perbandingan Nilai Factor of Safety dengan

Metode Bishop Hasil Perhitungan Manual

dan Hasil Pengolahan Software Rocscience

Slide

Koefisien korelasi dari hubungan nilai FoS

dengan variasi amaks bernilai 0,9655 –

0,9659 hal ini berarti bahwa hubungan

korelasinya sangat kuat. Nilai FoS yang

diperoleh dari hasil analisis tidak

mempunyai perbedaan yang terlalu jauh,

selisih perbedaan antara perhitungan

manual dengan software ± 2,12%. Lereng

tersebut semakin tidak stabil hingga dapat

dikatakan kritis dan berpotensi longsor

seiring bertambahnya pengaruh blasting.

Hal tersebut karena respon batuan akibat

getaran selama blasting berlangsung

menyebabkan momen inersia yang besar

pada lereng yang diasumsikan bergerak

keluar arah lereng yang mempengaruhi

tekanan pori dan tegangan geser.

Penambahan pengaruh blasting ketika

highwall dalam keadaan stabil sampai

lereng dalam keadaan tidak stabil

mengakibatkan penurunan sebesar 48,23 %

- 96,74 %, hal tersebut dapat

diinterpretasikan bahwa pengaruh blasting

pada kegiatan pertambangan tersebut

hampir mengurangi 100% dari nilai FoS

stabil.

Tabel 10 Perbandingan nilai FoS Perhitungan

Manual dan Software Rocscience Slide 6.0

Amaks (g) Selisih (%) Penurunan FoS

(%)

0 2,0449898 0

0,06 2,1245421 48,23616784

0,07 2,889096 58,60150973

0,08 2,7685493 63,94250513

0,09 3,2258065 65,50580431

0,1 2,0648968 70,45260461

13

0,11 2,3508137 76,16946161

0,12 1,6736402 78,93321381

0,13 0,4784689 80,96101541

0,14 1,4245014 84,04794836

0,15 0,6849315 86,4549276

0,16 3,6734694 88,0357984

0,17 1,4084507 93,22362052

0,18 2,9126214 94,82674475

0,19 0 96,74716609

Gambar 13 Grafik hubungan antara nilai FoS dan

ɑmaks (manual dan software)

Semakin besar ɑmaks yang bekerja pada

highwall maka akan semakin kecil nilai

factor of safety highwall. Jika nilai

percepatan semakin besar, maka gaya

pendorong batuan untuk mengalami

perpindahan akan semakin besar, sehigga

menyebabkan nilai FoS semakin mengecil.

Pemodelan Displacement 3D Highwall

Penelitian

Geometri lereng didapatkan dengan

pengolahan data topografi yang diproses

dalam format .dxf. Geometri lereng tersebut

diproses untuk mendapatkan geometri

lereng 3D. Selanjutnya diberikan boundary

condition yang diterapkan pada masing –

masing sumbu pada geometri. Nilai

displacement pada lereng dipengaruhi

beberapa faktor kekuatan lereng seperti

data sekunder uji laboratorium mekanika

batuan, gravitasi, kriteria mekanika Mohr

Coulomb.

Pemodelan Statis 3D Displacement

Highwall Penelitian

Pemodelan statis menghasilkan nilai

displacement sebelum melibatkan proses

dinamik pada highwall. Nilai displacement

pada highwall yang dapat dilihat

berdasarkan “contour of Z-displacement”

pada Gambar 14. Pergerakan alami dengan

input properti mekanika batuan dengan

displacement terbesar senilai 9,4403 × 10-7

mm yaitu pergerakan yang sangat kecil.

Gambar 14 Pergerakan (displacement) 3D lereng

penelitian dipengaruhi properti lereng

Displacement Magnitude pada Titik

Pengamatan Highwall Penelitian

Berdasarkan pemodelan 3D highwall

penelitian, nilai displacement yang terdapat

di titik pengamatan highwall penelitian

yaitu pada sliding control 5 dan 6 pada

range nilai 2 x 103 mm hingga 5 x 103 mm.

Titik pengamatan highwall penelitian

memilki range nilai displacement yang

14

tidak berbeda jauh dengan nilai

displacement hasil observasi pengukuran di

lapangan yaitu berada pada range nilai 1,6

x 103 mm hingga 2,5 x 103 mm.

Nilai displacement magnitude semakin

besar seiring dengan semakin besar

frekuensi. Pada highwall penelitian

tersusun dari material batuan asli. Getaran

yang bergerak melalui batuan

mempertahankan frekuensi yang lebih

tinggi dibandingkan dengan tanah sebagai

media transmisi. Lapisan tanah di atas batu

menghasilkan getaran frekuensi rendah

karena adanya atenuasi maupun generasi

gelombang permukaan.

Melalui perbandingan kurva pengamatan di

lapangan dan hasil pemodelan, ditemukan

bahwa terdapat konsistensi yang tidak

signifikan antara hasil pengamatan di

lapangan dan hasil simulasi yang tidak jauh

berbeda dengan keadaan di lapangan.

Gambar 15 Nilai displacement pada titik

pengamatan highwall penelitian



15

Magnitude Displacement pada Titik Rawan

Longsor

Titik rawan longsor yang menjadi analisa

utama pada setiap nilai estimasi magnitude

displacement highwall yaitu titik yang

memiliki nilai magnitude displacement

terbesar. Berdasarkan pemodelan 3D

highwall penelitian setiap pemodelan

dengan kesuluruhan nilai estimasi frekuensi

memiliki titik rawan longsor yang sama

yaitu berada pada Line C yang ditunjukkan

pada Gambar 15 dan Gambar 16. Nilai

magnitude displacement yang terdapat pada

titik rawan longsor highwall penelitian

yaitu pada range nilai 2 x 103 mm hingga 5

x 103 mm. Displacement maksimal titik

rawan longsor terdapat pada kondisi

highwall yang memiliki nilai frekuensi

sebesar 5 Hz, yang terjadi di Line C yang

berada di tengah highwall. Titik rawan

longsor hasil pemodelan estimasi

displacement memiliki hasil yang sama

pada keadaan di lapangan pada Gambar 17.

Pada Line C highwall penelitian terdapat

perpindahan masa batuan yang ditunjukkan

pada kotak putih di kedua sisi highwall.

Gambar 17 Pengamatan highwall penelitian





16

Displacement Horizontal dan Vertikal

pada Titik Pengamatan Highwall dan

Titik Paling Rawan Longsor pada

Highwall

Displacement horizontal dan vertikal terdiri

dari perpindahan yang berada pada

geometri arah X, arah Y dan arah Z.


penelitian, setiap pemodelan dengan

kesuluruhan nilai estimasi displacement

pada titik pengamatan highwall

ditunjukkan pada Lampiran. Nilai

displacement yang terdapat pada titik

pengamatan highwall yaitu displacement

horizontal pada arah X memiliki range nilai

5 x 102 mm hingga 5 x 103 mm,

displacement horizontal pada arah Y

memiliki range nilai 1 x 100 mm hingga 5 x

101 mm dan displacement vertikal yaitu

pada arah Z memiliki nilai range 1 x 103

mm hingga 2 x 103 mm.


penelitian setiap pemodelan dengan

kesuluruhan nilai estimasi displacement

memiliki titik rawan longsor yang sama

yaitu berada pada Line C yang ditunjukkan

pada Gambar 20. Nilai displacement yang

terdapat pada titik rawan longsor highwall

penelitian yaitu displacement horizontal

pada arah X memiliki range nilai 2,04 x 100

mm hingga 2,7 x 104 mm, displacement

horizontal pada arah Y memiliki range nilai

1,69 x 100 mm hingga 7,73 x 100 mm dan

displacement vertikal yaitu pada arah Z

memiliki nilai range 1,24 x 104 mm hingga

3,23 x 104 mm. Nilai tersebut berdasarkan

pengolahan pemodelan dinamis dengan

melakukan estimasi nilai displacement

berdasarkan nilai frekuensi hasil

pengukuran blasting yang diurutkan dari

nilai terkecil hingga terbesar. Displacement

maksimal titik rawan longsor terdapat pada

kondisi highwall yang memiliki nilai

frekuensi sebesar 5 Hz, yang terjadi pada

Line C yang berada di tengah highwall.

Nilai displacement terbesar terletak pada

bagian highwall yang paling rawan

mengalami longsor. Hal tersebut didukung

dengan hasil pengolahan pemodelan

dinamis 2D dalam menentukan tingkat

keamanan highwall yang telah dilakukan

sebelumnya.

Gambar 20 Displacement pada frekuensi 5 Hz

Arah displacement relatif menunjukkan

arah sepanjang material yang kemungkinan

terjadi longsor yang berada di bagian

17

geometri highwall yang juga terlihat di

lapangan. Diamati bahwa hasil nilai

displacement dari keseluruhan nilai

frekuensi memiliki nilai displacement yang

terbesar terletak pada geometri lereng yang

memiliki nilai kestabilan paling kecil pada

pemodelan 2D. Kontur displacement diatas

menunjukkan bahwa pemindahan material

di sepanjang lereng lebih sedikit, tetapi

menonjol di tengah permukaan seperti yang

ditunjukkan pada Gambar 20.

KESIMPULAN

Berdasarkan hasil penelitian Estimasi

Pengaruh Vibrasi Blasting Pada Kestabilan

Highwall: Studi Kasus pada Aktivitas

Pertambangan Batubara di Site Asam-

Asam, Kalimantan Selatan dapat diperoleh

kesimpulan :

1. Hasil pengukuran ground vibration

yang didapatkan selama bulan Juli

2019 di lapangan menandakan bahwa

adanya efek peledakan pada kestabilan

highwall.

2. Nilai pergeseran total rata-rata di site

Asam-Asam setelah blasting dilakukan

pada pengukuran di lapangan

mengindikasikan potensi longsor. Nilai

pergeseran total rata-rata di site Asam-

Asam sebesar :

a. Pada bulan Juni, pergerakan SC 5

memiliki pergeseran total horizontal

sebesar 109,75 mm/hari dan pada

SC 6 sebesar 45 mm/hari.

a. Pada Pada bulan Juni, pergerakan

SC 5 memiliki dengan pergerakan

total vertikal sebesar 2,5 m/bulan

dan SC 6 sebesar 1,26 m/bulan.

3. Kondisi lereng secara keseluruhan

yaitu pada highwall penelitian dapat

dikatakan kritis ketika dipengaruhi

getaran blasting. Berdasarkan hasil

pengolahan estimasi nilai Fos pada

highwall penelitian didapatkan :

a. Nilai FoS tanpa pengaruh vibrasi

blasting adalah 1,916. Nilai tersebut

dikategorikan dalam keadaan aman

dan stabil.

b. Estimasi range Nilai FoS dengan

pengaruh eksternal vibrasi blasting

adalah 0,668 hingga 0,033 dengan

nilai percepatan maksimum 0,06

Gal – 0,19 Gal.

4. Hasil pemodelan dinamis displacement

3D menunjukkan nilai displacement

yang mendekati kondisi displacement

hasil pengukuran di lapangan.

Sehingga hasil pemodelan tersebut

dapat digunakan dalam simulasi

berbagai nilai frekuensi hasil blasting.

Nilai displacement pada highwall

penelitian sebesar :

18

a. Nilai displacement magnitude pada

titik penelitian SC 5 dan 6 memiliki

range nilai 2 x 103 mm hingga 5 x

103 mm. Nilai displacement hasil

observasi di lapangan memiliki

range nilai 1,6 x 103 mm hingga 2,5

x 103 mm.

b. Nilai displacement magnitude pada

titik rawan longsor penelitian yaitu

memiliki range nilai 2 x 103 mm

hingga 5 x 103 mm. Displacement

maksimal titik rawan longsor

terdapat pada kondisi highwall yang

memiliki nilai frekuensi sebesar 5

Hz, yang terjadi di Line C dan

berada di tengah highwall.

SARAN

Dari penelitian yang telah dilakukan,

terdapat beberapa saran yang bisa diberikan

yaitu:

1. Melihat dari keterbatasan jarak

pengukuran nilai parameter ground

vibration di lapangan karena batas aman

dari titik blasting, selanjutnya

pengukuran dapat dilakukan pada titik

terdekat blasting yang sudah dalam

batas aman terhadap titik penelitian

yaitu titik pengukuran. Sehingga

pengukuran dilakukan tepat di titik

penelitian dan tidak diperlukan scaling

distance untuk menentukan nilai

parameter ground vibration tepat pada

titik penelitian.

2. Perhitungan nilai FoS pada hasil

pemodelan dinamis yang saat ini tidak

dilakukan sebaiknya perlu dilakukan

untuk mengetahui kondisi kestabilan

lereng berdasarkan nilai FoS setelah

lereng mengalami deformasi .

3. Heterogenitas lateral properti mekanika

batuan dan anisotropi sebaiknya

dilibatkan karena berkaitan dengan efek

vibrasi pada pergeseran lereng .

UCAPAN TERIMA KASIH

Ucapan terima kasih disampaikan kepada

Dr. Ir. Agus Laesanpura, M.S., Cahli

Suhendi, S.Si., M.T. dan Yan Andrianis

Mahartadika S.T. sebagai pembimbing

1,2 dan 3 yang telah memberikan arahan

dan bimbingannya kepada penulis dalam

menyelesaikan penelitian ini.

19

DAFTAR PUSTAKA

[1] Fahlevi, R.., Perangkat Lunak Analisis

Getaran Tanah Akibat Blasting,

Fakultas Teknik Pertambangan dan

Perminyakan, Institut Teknologi

Bandung, Bandung, 2012.

[2] Bowles, J., Sifat-Sifat Fisis dan

Geoteknis Tanah (Mekanika Tanah).

Edisi Kedua, Erlangga, Jakarta, 1984.

[3] PT Anugerah Lumbung Energi, Final

Report PT.ALE, 2018.

[4] Farnfield, R., Kelly, M., and White, T.,

The effects of Surface Mine Blasting

on Buildings. Proceedings 4th

International Symposium on Rock

Fragmentation by Blasting, 105-111,

1993.

20

LAMPIRAN

a. Pemodelan pada software Rocscience Slide 6.0 tanpa pengaruh eksternal blasting.

b. Pemodelan pada software Rocscience Slide 6.0 pengaruh eksternal blasting 0.06 Gal.

c. Pemodelan pada software Rocscience Slide 6.0 pengaruh eksternal blasting 0.19 Gal.

21

d. Model Geometri Highwall

e. Model Irisan pada Geometri Highwall

22

f. Data irisan properti highwall

Irisan b (m) R (m) Xi (m) h (m) α (°) θ (°) W (Kn)

1 0,747994 37 9,671 0,375 26,44499 35 15,43186

2 0,747994 37 10,41899 0,581 28,54554 35 18,92425

3 0,747994 37 11,16699 0,9 30,65911 35 23,20801

4 0,747994 37 11,91498 1,236 32,78693 35 28,00789

5 0,747994 37 12,66298 1,772 34,93026 35 37,4012

6 0,747994 37 13,41097 2,233 37,09046 35 45,64185

7 0,747994 37 14,15896 2,67 39,26896 35 53,22875

8 0,747994 37 14,90696 3,173 41,46731 35 62,53604

9 0,747994 37 15,65495 3,503 43,68714 35 69,58962

10 0,747994 37 16,40295 4,091 45,93023 35 77,14212

11 0,747994 37 17,15094 4,421 48,1985 35 84,31613

12 0,747994 37 17,89893 4,613 50,49401 35 88,92676

13 0,747994 37 18,64693 5,239 52,81902 35 95,61906

14 0,747994 37 19,39492 5,187 55,17603 35 101,6232

15 0,747994 37 20,14292 6 57,56774 35 106,5435

16 0,747994 37 20,89091 5,464 59,99718 35 104,049

17 0,747994 37 21,6389 5,168 62,46769 35 96,51367

18 0,747994 37 22,3869 4,396 64,98303 35 86,48381

19 0,747994 37 23,13489 3,93 67,54741 35 78,65606

20 0,747994 37 23,88289 3,277 70,1656 35 69,72725

21 0,747994 37 24,63088 2,587 72,84308 35 59,74901

22 0,747994 37 25,37887 1,974 75,58611 35 48,15361

23 0,747994 37 26,12687 1,547 78,402 35 38,45063

24 1,08675 37 26,87486 0,988 81,2993 35 23,25962

25 0,224185 37 27,96161 0,88 85,67517 35 27,97348

W (kN) = b h c

α (°) = sin-1(𝑋ᵢ

𝑅)

23

g. Tabulasi perhitungan Manual FoS Tanpa Pengaruh Blasting

slide u.b c.b (kN) Mi {(c.b+(w-ub) tan θ)1/Mi} ΣW sin α

1 0,747994 9,873521 1,378052829 23,19394469 4,093555644

2 0,747994 9,873521 1,404278811 25,95907344 5,388962931

3 0,747994 9,873521 1,430042112 29,33789584 7,06442074

4 0,747994 9,873521 1,455333692 33,16655936 9,079283067

5 0,747994 9,873521 1,480143556 40,31962475 12,86028236

6 0,747994 9,873521 1,504460665 46,85625993 16,60328178

7 0,747994 9,873521 1,528272839 53,09170186 20,42929571

8 0,747994 9,873521 1,551566646 60,7432225 25,25519182

9 0,747994 9,873521 1,574327263 66,89583772 29,50384294

10 0,747994 9,873521 1,596538332 73,55280983 34,2588644

11 0,747994 9,873521 1,618181771 80,05037238 39,14380666

12 0,747994 9,873521 1,639237568 84,67304525 43,07876368

13 0,747994 9,873521 1,65968353 90,99186867 48,24923839

14 0,747994 9,873521 1,679494989 96,85594595 53,32957531

15 0,747994 9,873521 1,698644447 101,9203606 58,06262488

16 0,747994 9,873521 1,717101155 100,9982379 58,80803795

17 0,747994 9,873521 1,734830596 95,84714527 56,50459323

18 0,747994 9,873521 1,751793861 88,45930896 52,38714402

19 0,747994 9,873521 1,767946873 82,71782833 49,24106447

20 0,747994 9,873521 1,783239426 75,88915791 45,06778451

21 0,747994 9,873521 1,797613972 68,00206834 39,83488547

22 0,747994 9,873521 1,811004077 58,55881568 33,08930795

23 0,747994 9,873521 1,823332423 50,57483893 27,21120474

24 0,747994 9,873521 1,83450818 37,68054349 16,9545707

25 0,747994 9,873521 1,848465409 42,09576203 21,20009684

1608,43223 806,6996802

FoS Baru 1,993842652

Mi = cos α ( 1 + tan θ tan α / FoS )

24

h. Tabulasi perhitungan Manual FoS Pengaruh Blasting (Seismic Load 0,06 Gal)

slide u.b c.b (kN) Mi {(c.b+(w-ub) tan θ)1/Mi} Σ(W sin α + ɑmaks)

1 0,747994 9,873521 1,120042572 23,19394469 64,03355564

2 0,747994 9,873521 1,126313004 25,95907344 65,32896293

3 0,747994 9,873521 1,132120755 29,33789584 67,00442074

4 0,747994 9,873521 1,137456785 33,16655936 69,01928307

5 0,747994 9,873521 1,142311099 40,31962475 72,80028236

6 0,747994 9,873521 1,146672658 46,85625993 76,54328178

7 0,747994 9,873521 1,150529282 53,09170186 80,36929571

8 0,747994 9,873521 1,153867539 60,7432225 85,19519182

9 0,747994 9,873521 1,156672607 66,89583772 89,44384294

10 0,747994 9,873521 1,158928125 73,55280983 94,1988644

11 0,747994 9,873521 1,160616014 80,05037238 99,08380666

12 0,747994 9,873521 1,161716261 84,67304525 103,0187637

13 0,747994 9,873521 1,162206673 90,99186867 108,1892384

14 0,747994 9,873521 1,162062582 96,85594595 113,2695753

15 0,747994 9,873521 1,16125649 101,9203606 118,0026249

16 0,747994 9,873521 1,159757648 100,9982379 118,7480379

17 0,747994 9,873521 1,15753154 95,84714527 116,4445932

18 0,747994 9,873521 1,154539255 88,45930896 112,327144

19 0,747994 9,873521 1,150736716 82,71782833 109,1810645

20 0,747994 9,873521 1,146073719 75,88915791 105,0077845

21 0,747994 9,873521 1,140492715 68,00206834 99,77488547

22 0,747994 9,873521 1,13392727 58,55881568 93,02930795

23 0,747994 9,873521 1,126300066 50,57483893 87,15120474

24 0,747994 9,873521 1,117520273 37,68054349 76,8945707

25 0,747994 9,873521 1,102484364 42,09576203 81,14009684

1608,43223 2305,19968

FoS Baru 0,697740956


25

i. Tabulasi perhitungan Manual FoS Pengaruh Blasting (Seismic Load 0,19 Gal)

slide u.b c.b (kN) Mi {(c.b+(w-ub) tan θ)1/Mi} Σ(W sin α + ɑmaks)

1 0,747994 9,873521 1,120042572 23,19394469 1904,033556

2 0,747994 9,873521 1,126313004 25,95907344 1905,328963

3 0,747994 9,873521 1,132120755 29,33789584 1907,004421

4 0,747994 9,873521 1,137456785 33,16655936 1909,019283

5 0,747994 9,873521 1,142311099 40,31962475 1912,800282

6 0,747994 9,873521 1,146672658 46,85625993 1916,543282

7 0,747994 9,873521 1,150529282 53,09170186 1920,369296

8 0,747994 9,873521 1,153867539 60,7432225 1925,195192

9 0,747994 9,873521 1,156672607 66,89583772 1929,443843

10 0,747994 9,873521 1,158928125 73,55280983 1934,198864

11 0,747994 9,873521 1,160616014 80,05037238 1939,083807

12 0,747994 9,873521 1,161716261 84,67304525 1943,018764

13 0,747994 9,873521 1,162206673 90,99186867 1948,189238

14 0,747994 9,873521 1,162062582 96,85594595 1953,269575

15 0,747994 9,873521 1,16125649 101,9203606 1958,002625

16 0,747994 9,873521 1,159757648 100,9982379 1958,748038

17 0,747994 9,873521 1,15753154 95,84714527 1956,444593

18 0,747994 9,873521 1,154539255 88,45930896 1952,327144

19 0,747994 9,873521 1,150736716 82,71782833 1949,181064

20 0,747994 9,873521 1,146073719 75,88915791 1945,007785

21 0,747994 9,873521 1,140492715 68,00206834 1939,774885

22 0,747994 9,873521 1,13392727 58,55881568 1933,029308

23 0,747994 9,873521 1,126300066 50,57483893 1927,151205

24 0,747994 9,873521 1,117520273 37,68054349 1916,894571

25 0,747994 9,873521 1,102484364 42,09576203 1921,140097

1608,43223 48305,19968

FoS Baru 0,03329729


26

j. Displacement pada frekuensi 1 Hz

27

a. Displacement pada frekuensi 5 Hz

STUDI KASUS PADA AKTIVITAS PERTAMBANGAN BATUBARA DI …

Documents