LAPORAN PRAKTIKUM TEKNIK PELEDAKAN KRITERIA PENGGALIAN Oleh: FAZRIL AHSANU AMALA 112.180.114 25 PROGRAM STUDI SARJANA TEKNIK PERTAMBANGAN JURUSAN TEKNIK PERTAMBANGAN FAKULTAS TEKNOLOGI MINERAL UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” YOGYAKARTA 2020 LAPORAN PRAKTIKUM TEKNIK PELEDAKAN HALAMAN PENGESAHAN LAPORAN PRAKTIKUM TEKNIK PELEDAKAN ACARA I : KRITERIA PENGGALIAN Oleh : Nama : Fazril Ahsanu Amala NIM : 112.180.114 Regu : 25 Hari / Tanggal Praktikum : Senin / 12 Oktober 2020 Sesi / jam : 1 / 10.00-12.00 WIB Asisten : Akbar Nugroho Disetujui Untuk Laboratorium Teknik Peledakan Program Studi Sarjana Teknik Pertambangan Jurusan Teknik Pertambangan Fakultas Teknologi Mineral Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Yogyakarta Tanggal : 16 Oktober 2020 Asisten (Akbar Nugroho) 112.170.095 KATA PENGANTAR Puji syukur penyusun panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas segala limpahan rahmat dan karunia-Nya kepada penyusun sehingga penyusun dapat menyelesaikan laporan ini dengan baik dan tepat pada waktunya. Laporan Praktikum Teknik Peledakan ini dibuat sebagai syarat untuk mengikuti acara selanjutnya. Dengan telah tersusunnya laporan ini, maka penyusun ingin mengucapkan terimakasih kepada: 1. Ir. Priyo Widodo, MT. selaku Kepala Laboratorium Teknik Peledakan, Program Studi Sarjana Teknik Pertambangan, Jurusan Teknik Pertambangan, FTM –UPN “Veteran” Yogyakarta. 2. Seluruh asisten TeknikPeledakan yang telah memberikan bimbingan dan arahan kepada saya dan teman - teman selama praktikum. Akhirnya, penyusun berharap semoga Laporan Resmi Praktikum Teknik Peledakan ini dapat bermanfaat dan memberikan tambahan ilmu pengetahuan kepada kita. Yogyakarta, 15 Oktober 2020 Penyusun, Fazril Ahsanu Amala 112.180.114 iii Fazril Ahsanu Amala / 112.180.114 DAFTAR ISI Halaman HALAMAN JUDUL HALAMAN PENGESAHAN KATA PENGANTAR....................................................................................... iii DAFTAR ISI...................................................................................................... iv DAFTAR GAMBAR......................................................................................... v DAFTAR LAMPIRAN...................................................................................... vi BAB I. KRITERIA PENGGALIAN...........................................................……… 1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 Latar Belakang ..................................................................................…. Tujuan Praktikum...............................................................................…. Dasar Teori.........................................................................................…. Pelaksanaan Praktikum.......................................................................…. Pembahasan........................................................................................…. Kesimpulalan......................................................................................…. 1 1 1 9 10 11 DAFTAR PUSTAKA.......…........................................................................…. 14 LAMPIRAN iv Fazril Ahsanu Amala / 112.180.114 DAFTAR GAMBAR Gambar Halaman 1.1 Grafik Atkinson .............................................................................................. 6 1.2 Grafik Franklin ............................................................................................... 7 1.3 Grafik Pettifer & Fookes ................................................................................ 8 1.4 Grafik Kolleth...………............................................................................… 9 1.5 Kompas Geologi...........………................................................................… 10 1.6 Meteran.....................................…………................................................… 10 v Fazril Ahsanu Amala / 112.180.114 DAFTAR LAMPIRAN LAMPIRAN A. LAPORAN SEMENTARA B. TUGAS C. GRAFIK D. LEMBAR KONSULTASI vi Fazril Ahsanu Amala / 112.180.114 BAB I KRITERIA PENGGALIAN 1.1 Latar Belakang Industri pertambangan merupakan industri yang kompleks. 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 Praktikum Peledakan ini. Pada praktikum acara I yang dilakukan adalah mengetahui kriteria penggalian. Dengan adanya praktikum pengeboran dan peledakan ini, diharapkan praktikan dapat memahami secara jelas, kriteria penggalian pada proses pemboran, serta tata cara pemilihan alat bor dan kompresor. Dengan begitu, praktikan dapat menerapkan prinsip – prinsip pemilihan alat, serta mekanisme kerja dari alat bor dan kompresor di kemudian hari. 1.2 TujuanPraktikum Adapun tujuan dari pelaksanaan praktikum Kriteria Penggalian ini adalah: 1. Praktikan dapat melakukan pendiskripsian tentang bagaimana cara menentukan kriteria penggalian. 2. Praktikan dapat mengerti bagaimana menentukan metode penggalian. 3. Praktikan mampu menjelaskan faktor yang mempengaruhi kriteria penggalian. Praktikan dapat memahami secara jelas proses pemboran , serta tata cara pemilihan alat bor. Praktikan mampu menjelaskan pembacaan grafik untuk menentukan metode penggalian. 4. 5. Fazril Ahsanu Amala / 112.180.114 / BAB I 1 1.3 Dasar Teori Dalam kegiatan penggalian batuan terdapat faktor-faktor yang mempengaruhi dalam pemilihan suatu metode penggalian. 1. Sifat batuan Sifat batuan berpengaruh pada penetrasi dan sebagai konsekuensi pada pemilihan pada pemilihan metode pemboran. Di karenakan batuan pada umumnya tidak homogen isotropik, maka dalam suatu wilayah tentu kekuatan batuan juga berbeda. Beberapa sifat batuan yang menjadi perhatianadalah: a. Kekerasan Kekerasan 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. 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. Elastisitas Sifat elastisitas batuan dinyatakan dengan modulus elastisitas atau modulus Young (), dan nisbah Poisson (υ). Modulus elastisitas merupakan faktor kesebandingan antara tegangan normal dengan regangan relatifnya, sedangkan nisbah Poisson merupakan kesebandingan antara regangan lateral dengan regangan aksial. Fazril Ahsanu Amala / 112.180.114 / BAB I 2 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. Plastisitas Plastisitas batuan merupakan perilaku batuan yang menyebabkan deformasi tetap setelah tegangan dikembalikan kekondisi awal, dimana batuan tersebut belum hancur. Sifat plastik tergantung pada komposisi mineral penyusun batuan dan dipengaruhi oleh adanya pertambahan kuarsa, feldspar dan mineral lain. Lempung lembab dan beberapa batuan homogen mempunyai sifat plastik. e. Abrasivitas Abrasivitas adalah sifat batuan untuk menggores permukaan material lain, ini merupakan suatu parameter yang mempengaruhi keausan (umur) mata bor dan batang bor. Semakin besar abrasivitas batuan makan akan semakin mudah haus mata bor yang di gunakan. 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 abrasiv dibandingkan dengan yang berbentuk bulat. • Ukuran butir, semakin kasar ukuran butir maka akan semakin besar abrasivitas batuan. • Porositas batuan • Ketidaksamaan, batuan polimineral sekalipun mempunyai kekerasan sama akan lebih abrasiv karena meninggalkan permukaan yang kasar. f. Tekstur Fazril Ahsanu Amala / 112.180.114 / BAB I 3 Tekstur suatu batuan menunjukkan hubungan antara mineral-mineral penyusun batuan, sehingga dapat diklasifikasikan berdasarkan darisifat-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 di bor. g. Struktur geologi Struktur geologi seperti patahan, rekahan, kekar, bidang perlapisan berpengaruh pada penyesuaian kelurusan lubang ledak, aktifitas pemboran dan kemantapan lubang ledak. Adanya rekahan-rekahan dan rongga-rongga dalam batuan seperti di batugamping mempersulit kerja pemboran, karena batang bor dapat terjepit. h. Karakteristik Pecahan Karakteristik 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. Drilabilitas Batuan (Rock Drillability) Drilabilitas batuan adalah bahan indikator mudah tidaknya mata bor melakukan penertasi ke dalam batuan. Drilabilitas batuan merupakan fungsi dari sifat batuan seperti komposisi mineral, tekstur, ukuran butir dan tingkat pelapukan. Drilabilitas dari bermacam-macam batuan dapat diperoleh dengan mengalikan kecepatan pemboran dalam Barre granite (batu granit yang yang berasal dari Barre, Vermont USA) dengan faktor Drillabilitas (drillability factor). Kecepatan pemboran dalam Barre granite ditetapkan harga drillability factor 1,00. 3. Geometri Pemboran Fazril Ahsanu Amala / 112.180.114 / BAB I 4 Geometri peledakan adalah bagaimana kita memposisikan lubang ledak atau lubang pengeboran ada Geometri peledakan mencakup diameter, kedalaman dan kemiringan lubang tembak. • Semakin besar diameter lubang berarti luas penampang lubang harus ditembus semakin besar sehingga faktor gesekan semakin besar. • Semakin dalam lubang bor maka gesekan antar drilling string dengan dinding lubang semakin besar. • Bila suatu jenjang dibor dengan arah lubang ledak tegak lurus, maka pada ketinggian jenjang yang sama dengan arah lubang ledak miring, mempunyai kedalaman lubang ledak yang lebih kecil, sehingga waktu yang digunakan untuk melakukan pemboran juga menjadi lebih singkat. 4. Umur dan kondisi mesin bor Umur dan kondisi mesin bor sangat berpengaruh, karena semakin lama umur pemakaian kemampuan alat semakin turun. 5. Keterampilan Operator mesin bor Keterampilan operator tergantung individu masing-masing yang dapat diperoleh dari latihan dan pengalaman kerja. Pada kegiatan penggalian dibutuhkan suatu kriteria penggalian batuan yang digukan untuk menentukan apakah bisa dilakukan penggalian menggunakan alat mekanis saja atau malah harus dilakukan pengeboran dan peledakan. Macam – macam metode kriteria penggalian sebagai berikut : a. Kriteria Penggalian metode 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). Selanjutnya pada tahun 1991 mereka melaporkan bahwa hubungan tersebut di atas dapat dibagi menjadi 3 zona penggalian : • Zone kerja l: Kinerja penggalian sangat ditentukan oleh sifat - sifat batuan utuh Fazril Ahsanu Amala / 112.180.114 / BAB I 5 • Zone kerja 2: Keberhasilan kerja penggalian dibantu oleh kehadiran struktur massa batuan. Pengaruh sifarsi 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. b. Kriteria Penggalian metode RMR &Q-System Hubungan antara RMR dan Q-System untuk berbagai kondisi penggalian. jelas tampak bahwa hubungan antara RMR &Q-system adalah linier. Titiktitik yang menunjukkan harga RMR &Q-system 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. c. Kriteria Penggalian Metode Kecepatan Seismik Seperti sudah disebutkan bahwa kecepatan seismik sudah banyak dipakai untuk menduga kemampuan garuan suatu massa batuan. Berbagai kemungkinan cara penggalian untuk berbagai macam massa batuan menurut kecepatan seismik diberikan oleh Atkinson (1971, lihat gambar 1.1). Penggalian disini meliputi dari cara manual hingga mekanis penuh. Gambar 1.1 Metoda Kecepatan Seismik untuk Penentuan Penggalian (Atkinson,1971) Fazril Ahsanu Amala / 112.180.114 / BAB I 6 d. Kriteria Penggalian menurut indeks kekuatan batuan DrilabilitasFranklin dkk (1971) mengusulkan klasifikasi massa batuan menurut dua parameter, yaitu Fracture Indexdan 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 kemampuan galian suatu massa batuan, masing-masing menyatakan FracfureIndex dan PLI. Diagram klasifikasi dibagi kedalarn tiga zona umum yaitu penggalian bebas (free digging), penggaruan (ripping) dan peledakan (blasting). Massa batuan yang terkekarkan dan lemah masuk kedalam kategori bagian bawah kiri diagram, sedangkan massa batuan massif dan kuatdiplot dibagian atas kanan. Yang pertama tentunya sangat mudah untuk digali dan yangterakhir sangat sulit digali dengan alat mekanis. Gambar 1.2 Kriteria indeks kekuatan batu (Franklin, dkk., 1971) Pettifer & Fookes di UK mencoba untuk melakukan modifikasi terhadap kriteriapenggaruan sebelumnya seperti ditujukkan gambar 1.3 jika menggunakan peralatan Exavator CAT 245 BH. Kriteria ini sejenis dengan kriterianya Franklin. Selanjutnya, mereka mendugabahwa jarak kekar ratarata dengan kuat tekan batu merupakan parameter penting dalam menilai kemampuan garuan, yang percontoh batuannya dapat diperoleh dari Fazril Ahsanu Amala / 112.180.114 / BAB I 7 singkapan atau borinti. Grafik ini bukanlah petunjuk mutlak yang rnampu memberikan jawaban sebenarnya, karena biaya dan faktor lainnya juga ikut menentukan kemampuan garuan suatu massa batuan oleh sebuah bulldozer. Gambar 1.3 Grafik Kriteria Kemampugaruan (Pettifer & Fookes, 1994) Rumus : 𝑫 𝟎,𝟒𝟓 𝑭=( ) 𝟓 𝑰𝒔 = 𝑭 Keterangan : 𝑷 𝑫𝟐 P = Beban Maksimum (kN) D = Jarak antara dua conus (cm) Is = Poin load strength indek (Mpa) F = Faktor Koreksi Ukuran e. Kriteria Penggalian menurut kuat tekan uniaksial (UCS) Fazril Ahsanu Amala / 112.180.114 / BAB I 8 Kolleth (1990) telah membuat suatu pendekatan untuk menganalisis suatu batuan dapat digali dengan menngunakan peralatan tertentu berdasarkan pada nilai UCS. Terdapat empat macam kelompok peralatan yang telah diamati, Empat macam alat itu yaitu: • Dragline, shovel, backhoe, • Scraper • Surface miner • Bucket Wheel Excavator UCS = 23 IS Gambar 1.4 KriteriaPenggalianMenurutKolleth (1990) 1.4 PelaksanaanPraktikum 1. Pelaksanaan Hari, tanggal : Senin/ 12 Oktober 2020 2. 3. Sesi / jam : I / (10.00 – 12.00) WIB Acara : I (KriteriaPenggalian) Peralatan yang digunakan di dalam praktikum ini yaitu: a. Kompas geologi b. Meteran c. Papan Clipboard d. Tali Prosedur praktikum meliputi: Fazril Ahsanu Amala / 112.180.114 / BAB I 9 Dalam menganalisis kekar dilakukan pengukuran kekar menggunakan kompas geologi pada sebuah lereng, langkah kerjanya adalah sebagai beikut: a. Mengukur dip direction lereng yang akan dianalisis kekar kekarnya dan kemiringan dipnya b. Mengukur Arah kemiringan dan kemiringan scanline menggunakan kompas geologi c. Mengukur panjang scanline dengan meteran d. Menentukan famili kekar e. Mengukur dip direction dan kemiringan kekar dengan kompas geologi. 4. f. Mengukur jarak antar kekar pada masing-masing famili g. Memasukan data yang diperoleh pada tabel Gambar Peralatan Gambar 1.5 Kompas Geologi Gambar 1.6 Meteran 1.5 Pembahasan Dasar pemilihan kriteria penggalian : a. Menurut RMR b. Menurut RMR &Q-System c. Menurut kecepatan gelombang seismik d. Menurut Indeks Kekuatan Batu e. Menurut Kuat Tekan Uniaksial (UCS) Diketahui : Fazril Ahsanu Amala / 112.180.114 / BAB I 10 1. Perhitungan Indeks Point load Diketahui : Is : 0,7106 MPa Ditanyakan : UCS ? Penyelesaian : UCS = 23 x Is = 23 x 0,7106 MPa = 16,34MPa 2. Perhitungan Kuat Tekan dari Hasil Pembacaan Schmidt Hammer R =35 UCS = (2,75 R) – 36,83 = (2,75 x 35) – 36,83 = 59,42 MPa 3. Nilai Fracture Index X = 0,3209 λ 1 1 = 𝑥 = 0,3209 = 3,11623 RQD = 100 x 𝑒 −0,1.𝜆 x (0,1𝜆 + 1) = 100 x 𝑒 −0,1 𝑥 3,11623 x (0,1 x 3,11623 + 1) = 96,04458278 % Dari data perhitungan point load test dan spasi kekar rata-rata dapat ditentukan kriteria penggalian seperti apa yang dapat dilakukan, jika diplotkan pada grafik kriteria indeks kekuatan batu ( Franklin,dkk. 1971),maka metode yang dapat digunakan adalah penggaruan. Sedangkan jika dengan grafik kriteria kemampuan garuan ( Pettifer dan Fookes, 1994) didapat data bahwa kriteria penggaruan yang diperoleh adalah mudah untuk digaru. Data dari perhitungan kuat tekan dibaca pada grafik kriteria penggalian menurut Kolleth (1990), didapat keterangan bahwa kriteria penggaliannya yang dihitung dari Point Load Index didapat keterangan bahwa penggaliannyaharus menggunakan dragline, shovel, backhoe, bucket wheel excavator dan surface Fazril Ahsanu Amala / 112.180.114 / BAB I 11 miner. Sedangkan jika dihitung dari Schmidt Hammer didapat keterangan bahwa kriteria penggaliannya harus menggunakan dragline, shovel, backhoe, dan surface miner. 1.6 Kesimpulan Mengetahui metode penggalian ini sangat berguna dalam proses peledakan. Adapun yang dapat disimpulkan, yaitu: 1. Mengetahui bagaimana material itu dapat dibongkar karena tidak semua material harus dibongkar menggunakan pengeboran dan peledakan. 2. Kriteria penggalian sebagai indikator yang menunjukkan batuan dapat dibongkar dengan alat mekanis atau pengeboran dan peledakan. 3. Kriteria Penggalian, meliputi: a. Kriteria Penggalian berdasarkan metode RMR b. Kriteria Penggalian berdsarkan metode RMR dan Q-system c. Kriteria penggalian berdasarkan metode kecepatan seismik yang diaplikasikan pada grafik Artkinson d. Kriteria penggalian bedasarkan metode indeks kekuatan batuan yang diaplikasikan pada grafik Kolleth, grafik Franklin dan grafik Pettifier & Fookes. 4. Berdasarkan kecepatan gelombang seismik dengan kecepatan 6000 m/menit, dapat diketahui bahwa pembongkaran dapat dilakukan denganstripping shovel, walking dragline, dragline (crawler), bucket wheel excavator, bucket chain excavator, loading shovel, tractor scraper, labourer with pick & shovel 5. Berdasarkan Indeks kekuatan batuan diperoleh nilai point load index0,7106 MPa, nilai fracture index 0,3209 m, sehingga dilakukan penggaruan (Grafik Franklin) dan mudah untuk digaru (Grafik Pettifer & Fookes). 6. Kuat tekan uniaksial yang didapatkan dari data indeks point load adalah 16,34 MPa, sedangkan dari pembacaan Schmidt Hammer adalah 59,42 MPa, krtiteria penggalian yang dihitung dari Point Load Index didapat keterangan bahwa penggaliannyaharus menggunakan dragline, shovel, backhoe, bucket wheel excavator dan surface miner. Sedangkan jika dihitung dari Schmidt Hammer didapat keterangan bahwa kriteria penggaliannya harus menggunakan dragline, shovel, backhoe, dan surface miner. Fazril Ahsanu Amala / 112.180.114 / BAB I 12 DAFTAR PUSTAKA Dwinagara, Barlian. 2017. Buku Panduan Praktikum Teknik Peledakan, Laboratorium Pemboran & Peledakan Jurusan Teknik Pertambangan, UPN “Veteran” Yogyakarta: Yogyakarta. Fazril Ahsanu Amala / 112.180.114 13
