BAB III GEOMETRI PELEDAKAN
Untuk memperoleh hasil pembongkaran batuan sesuai dengan yang diinginkan, maka perlu suatu perencanaan peledakan dengan memperhatikan besaran-besaran geometri peledakan. Dan salah sala h satunya dengan menggunakan teori coba-coba atau yang sering s ering disebut dengan Geometri Peledakan “Rules of Thumb” (Dyno Nobel) . Dasar dari penggunaan Teori “ Rules of Thumb” Thumb” adalah dari percobaan para praktisi di lapangan maupun dari produsen bahan peledak yang tujuannya ingin mempermudah dalam menentukan geometri peledakan karena geometri yang selama ini digunakan seperti R.L. Ash (1963) dan C.J. Konya (1972) menyajikan batasan range/konstanta untuk menentukan dan menghitung geometri peledakan, terutama menentukan ukuran burden berdasarkan diameter lubang tembak, kondisi batuan setempat dan jenis bahan peledak., sehingga para praktisi dilapangan mencetuskan pendesainan geometri “Rules of Thumb” yang penggunaannya penggunaannya lebih simpel dan disesuaikan dengan kondisi lapangan. Untuk menghancurkan batuan maka bahan peledak harus ditempatkan dalam batuan itu sendiri dengan jarak tertentu dibelakang bidang dibelakang bidang bebas atau disebut free disebut free face. face. Masa batuan tersebut harus memiliki satu atau lebih free face. face. Geometri peledakan terdiri dari burden, burden, spacing , sub-drilling , stemming , dan kedalaman lubang bor, seperti terlihat pada Gambar III.1.
GAMBAR III.1 DIAGRAM DESAIN PELEDAKAN PADA BENCH 1
1. Burden Burden dapat didefinisikan sebagai jarak dari lubang bor terhadap bidang bebas ( free free face) face) yang terdekat pada saat terjadi peledakan. Peledakan dengan jumlah baris (row) row) yang banyak, true burden tergantung penggunaan bentuk pola peledakan yang digunakan delay detonator dari tiap-tiap baris delay yang berdekatan akan menghasilkan free face yang baru. Burden juga berpengaruh pada fragmentasi dan efek peledakan (gambar III.2). Burden merupakan variabel yang sangat penting dan kritis dalam mendesain peledakan. Dengan jenis bahan peledak yang dipakai dan jenis batuan yang dihadapi, terdapat jarak maksimum burden agar hasil ledakan menjadi baik. Jarak burden sangat erat hubungannya dengan besar kecilnya lubang bor yang digunakan, secara garis besar jarak burden optimum adalah: Burden = (25 – (25 – 40) 40) x Blast Hole Diameter.......................... Diameter.............................................(3.2 ...................(3.2))
GAMBAR III.2 PENGARUH BURDEN BAGI HASIL PELEDAKAN Berikut ini persamaan untuk menghitung burden : a. Menurut C.J. Konya B
3,15. De.3
SGe SGr
Keterangan: B
=
burden (ft)
De
=
diameter lubang tembak (inch)
SGe
= specific gravity bahan peledak
2
SGr
= specific gravity batuan gravity batuan yang diledakkan
b. Menurut Langefors
V
db
P .S
33
c. f .( E V )
Keterangan: V
=
burden (m)
db
=
diameter mata bor (mm)
P
=
derajat packing derajat packing (1 (1 – – 1,6 1,6 kg/dm 3)
S
=
kekuatan bahan peledak
f
=
derajat fraction derajat fraction (jika lubang vertikal = 1)
c
=
konstanta batuan (0,45)
E
= spacing (m) spacing (m)
E/V
= perbandingan spacing perbandingan spacing dengan dengan burden
c. Menurut Anderson B
d . L
Keterangan: B
=
burden (ft)
d
=
diameter mata bor (inch)
L
=
kedalaman lubang bor (ft)
d. Menurut R.L. Ash B Kb.
d 12
Keterangan: B
=
burden (ft)
Kb
=
burden ratio (14 – (14 – 49 49 ; harga rata-rata 30)
d
=
diameter mata bor (inch)
2. Spacing Spacing adalah jarak antara lubang tembak dalam satu baris (row) dan diukur sejajar terhadap pit wall . Biasanya spacing tergantung pada burden, burden, kedalaman lubang bor, letak primer, waktu tunda, dan arah struktur bidang batuan. Yang perlu diperhatikan dalam memperkirakan spacing adalah apakah ada interaksi antar charges yang berdekatan. Bila masing-masing lubang bor diledakkan sendiri-sendiri dengan interval
3
waktu yang cukup panjang, untuk memungkinkan setiap lubang bor meledak dengan sempurna, tidak akan terjadi interaksi antar gelombang energi masing-masing. Kalau waktu tunda diperpendek maka akan terjadi interaksi sehingga menyebabkan efek yang kompleks. Spacing merupakan fungsi daripada burden dan dihitung setelah burden ditetapkan terlebih dahulu. Spacing yang lebih kecil dari ketentuan akan menyebabkan ukuran batuan hasil peledakan terlalu hancur. Tetapi jika spacing lebih besar dari ketentuan akan menyebabkan banyak terjadi bongkah ( boulder ) dan tonjolan ( stump) stump) diantara dua lubang ledak setelah peledakan. Pada Geometri Rules Geometri Rules of Thumb menerapkan peledakan dengan pola equilateral (segitiga sama sisi) dan beruntun tiap lubang ledak dalam baris yang sama. Spacing = 1,15 x Burden………………………………………………….(3.3 Burden………………………………………………….(3.3)) Berikut ini persamaan untuk menghitung spacing : a. Menurut C.J. Konya S B. L Keterangan: S = spacing (m) spacing (m) L
=
B =
kedalaman lubang ledak (m) burden (m)
b. Menurut Langefors E 1,25.V Keterangan: E = spacing (m) spacing (m) V =
burden (m)
c. Menurut R.L. Ash
S Ks. B Keterangan: S = spacing (ft) spacing (ft) Ks = spacing ratio (1-3; rata-rata 1,5) B =
burden (ft)
3. Diameter Lubang Ledak / Blast Hole Diameter
4
Ukuran diameter lubang tembak merupakan faktor yang penting dalam merancang suatu peledakan, karena akan mempengaruhi dalam penentuan jarak burden dan jumlah bahan peledak yang digunakan pada setiap lubangnya. Untuk diameter lubang tembak yang kecil, maka energi yang dihasilkan akan kecil. Sehingga jarak antar lubang bor dan jarak ke bidang bebas haruslah kecil juga, dengan maksud agar energi ledakan cukup kuat untuk menghancurkan batuan. Begitu pula sebaliknya.Pemilihan diameter lubang ledak di didalam teori “Rules of Thumb” dipengaruhi oleh besarnya tinggi jenjang / bench
height . Namun dalam pengamatan saya kali ini pemilihan diameter lubang ledaknya berdasarkan laju laj u produksi yang direncanakan. Karena makin besar diameter lubang akan diperoleh laju produksi yang besar pula dengan persyaratan alat bor dan kondisi lapangan yang baik. Berikut adalah formula dari teori “ Rules of Thumb” dalam penentuan diameter lubang ledak: Blast Hole Diametre (mm) ≤ 15 x Bench Height (m)……………..…….(3.1)
4. Sub-drilling Subdrilling adalah tambahan kedalaman daripada lubang bor dibawah rencana lantai jenjang. Subdrilling perlu untuk menghindari problem tonjolan pada lantai ( toe), toe), karena dibagian ini adalah tempat yang paling sukar diledakkan. Dengan demikian, gelombang ledak yang ditimbulkan pada lantai dasar jenjang yang akan bekerja secara maksimum. Tujuan dari sub-drilling adalah supaya batuan bisa meledak secara full face sebagaimana yang diharapkan. Tonjolan-tonjolan pada lantai (floor) yang yang terjadi setelah dilakukan peledakan akan menyulitkan peledakan selanjutnya, atau pada waktu pemuatan dan pengangkutan Besarnya KJ tergantung dari struktur dan jenis batuan, serta arah lubang bor. Pada batuan yang miring KJ yang dibutuhkan lebih kecil. Terkadang pada lubang bor yang vertikal juga sering tidak diperlukan adanya sub-drilling , misalnya pada coal stripping atau stripping atau rock quarry tertentu. Subdrilling = (3 – (3 – 15) 15) x Blast Hole Diameter.........................................(3.4) Diameter.........................................(3.4) Nilai subdrilling Nilai subdrilling dapat dapat ditentukan dengan menggunakan rumus-rumus berikut: 1. Menurut C.J. Konya
SD Ks. B Keterangan: SD = subdrilling (ft) subdrilling (ft) Ks = antara 0,3 sampai 0.5 5
B =
burden (ft)
2. Menurut R.L. Ash J Kj. B Keterangan: J = subdrilling (ft) subdrilling (ft) Kj = subdrilling ratio (rata-rata 0,33 dan minimum 0,3) B =
burden (ft)
5. Stemming Stemming adalah panjang isian lubang ledak yang tidak diisi dengan bahan peledak tapi diisi dengan material seperti tanah liat atau material hasil pemboran (cutting), dimana stemming berfungsi untuk mengurung gas yang timbul sehingga air blast dan blast dan flyrock flyrock dapat dapat terkontrol. Untuk bahan stemming batuan hasil dari crushing jauh lebih baik daripada cutting rock (material bekas pemboran). Namun dalam hal ini panjang stemming juga dapat mempengaruhi fragmentasi batuan hasil peledakan. Dimana stemming yang stemming yang terlalu panjang dapat mengakibatkan terbentuknya bongkah apabila energi ledakan tidak mampu untuk menghancurkan batuan di sekitar stemming sekitar stemming tersebut, dan stemming yang terlalu pendek bisa mengakibatkan terjadinya batuan terbang dan pecahnya batuan menjadi lebih kecil (Gambar III.3). Panjang pendeknya stemming juga akan mempengaruhi hasil dari peledakan, jika stemming terlalu panjang, maka : a. Ground vibration tinggi (getar tinggi) b. Lemparan kurang c. Fragmentasi area jelek d. Suara kurang Jika stemming terlalu pendek : a. Fragmentasi diarea bawah jelek b. Terdapat toe di floor (tonjolan di floor) c. Terjadi flying Terjadi flying rock (batu rock (batu terbang) d. Suara keras (noise) (noise) or (airblast) Stemming ≥ 20 x Blast Hole Diametre or (0,7 – (0,7 – 1,2) 1,2) x Burden…………. (3.5) Rumus-rumus menghitung stemming menghitung stemming antara antara lain: Menurut C.J. Konya
6
T Kb
OB 2
Keterangan: T
= stemming (m) stemming (m)
Kt = 0.17 sampai sampai 1 kali B B
=
OB =
burden (m) overburden (m)
Menurut R.L Ash
T Kt . B Keterangan: T
= stemming (ft) stemming (ft)
Kt
= stemming ratio (0,5-1; rata-rat 0,7)
B
=
burden (ft)
6. Kedalaman Lubang Tembak / Blast Hole Depth Kedalaman lubang ledak tergantung pada ketinggian bench, bench, burden, dan arah pemboran. Kedalaman lubang tembak merupakan penjumlahan dari besarnya stemming dan panjang kolom isian bahan peledak. Kedalaman lubang ledak biasanya disesuaikan dengan tingkat produksi (kapasitas alat muat) dan pertimbangan geoteknik. Blast Hole Depth = Bench Height Heigh t + Subdrilling………………………… (3.7)
Kedalaman lubang tembak tidak boleh lebih kecil dari burden. burden. Hal ini untuk menghindari terjadinya overbreaks atau cratering . Disamping itu letak primer menentukan primer menentukan kedalaman lubang bor. Berdasarkan arah lubang ledak maka kedalaman lubang ledak dapat ditentukan dengan rumus:
Untuk lubang ledak vertikal
H L J Keterangan: H
=
kedalaman lubang ledak (m)
L
=
tinggi bench (m)
J
= subdrilling (m) subdrilling (m)
Untuk lubang ledak miring
7
H
L c os
J
Keterangan: H
=
kedalaman lubang ledak (m)
L
=
tinggi bench (m)
J
= subdrilling (m) subdrilling (m)
α
=
sudut kemiringan lubang ledak terhadap bidang vertical.
7. Bench Height/Tinggi Jenjang Tinggi jenjang berhubungan erat dengan parameter geometri peledakan kainnya dan ditentukan terlebih dahulu atau terkadang ditentukan kemudian setelah parameter atau aspek - aspek lainnya diketahui. Tinggi jenjang maksimum biasanya dipengaruhi oleh kemampuan alat bor dan ukuran mangkok serta tinggi jangkauan alat muat.
GAMBAR III.3 PENGARUH DIAMETER LUBANG TEMBAK BAGI TINGGI STEMMING
Umumnya peledakan pada tambang terbuka dengan diameter lubang besar, tinggi jenjang berkisar antara 10 -15 m. pertimbangan lain yang harus diperhatikan adalah kestabilan jenjang jangan sampai runtuh, baik karena daya dukungnya lemah atau akibat getaran peledakan. Dapat disimpulkan bahwa dengan jenjang yang pendek memerlukan diameter lubang bor yang kecil, sementara untuk diameter lubang bor yang besar dapat diterapkan pada jenjang yang lebih tinggi. ti nggi.
8
Bench Height ≥ Blast Hole Diametre / 15………………………………... (3.6) 8. Charge Length / Panjang Kolom Isian Bahan Peladak Bagian dari lubang tembak yang berisikan bahan peledak dan juga primer. Dalam perhitungan besarnya kolom isian bahan peledak menggunakan rumus sebagai berikut berikut : Charge Length = ≥ 20 x Blast Hole Diametre……………………………. (3.7)
9. Powder Factor (PF) Powder factor adalah perbandingan antara jumlah bahan peledak dengan berat batuan yang diledakkan. Adapun Adapun rumus perhitungannya perhitungannya adalah sebagai berikut : PF = 0.5 – 0.5 – 1 1 Kg per Square Meter of Face………………………………... (3.8)
10. Fragmentasi Kepentingan dari fragmentasi tidak bisa diremehkan karena pada tingkatan yang luas fragmentasi merupakan ukuran dari suksesnya peledakan, hal ini mempengaruhi biaya operasional dan perawatan dari operasi-operasi selanjutnya
serta termasuk
pengoperasian alat berat seperti penggalian atau pemuatan, pengangkutan dan crushing . Oleh karena itu pengeboran dan peledakan sangat berhubungan berhubungan dengan optimasi operasioperasi selanjutnya. Fragmentasi yang buruk menghasilkan oversize atau bongkahan besar
yang mengakibatkan bertambahnya biaya penghancuran sekunder untuk
mengurangi ukurannya sampai pada ukuran yang dapat diolah s ecara ekonomis, aman dan efisien dengan alat-alat angkut dan muat. Faktor fragmentasi batuan dapat digolongkan dalam tiga kelompok parameter: a. Parameter peledak, mencakup densitas, kecepatan detonasi, volume gas dan energi yang tersedia. b. Parameter pemuatan lubang ledak, mencakup diameter lubang ledak, stemming, decoupling , serta tipe dan titik inisiasi. c. Parameter batuan yang berhubungan dengan densitas batuan, kekuatan (compressive (compressive dan tensile), tensile), tekstur dan kecepatan propagasi. Produksi berlebih dari batuan undersize atau berukuran halus juga tidak diinginkan karena mengindikasikan penggunaan berlebih yang tidak berguna dari bahan peledak, pengurangan ukuran yang ekonomis dapat dicapai dengan penggunaan instalasi crushing yang sesuai. Biar bagaimanapun dibawah kondisi tertentu, fragmentasi dapat
9
diperbaiki dengan mengadopsi salah satu atau lebih lengkah berikut (diterapkan dalam peledakan bench): bench): 1. Mengurangi spacing Mengurangi spacing antara antara lubang yang saling sejajar dalam baris. 2. Mengurangi jarak burden. jarak burden. 3. Menggunakan detonator dengan short dengan short delay. Sangat penting mengetahui fragmentasi hasil peledakan secara teoritis sebelum peledakan dilakukan. Peramalan fragmentasi dengan memperhitungkan factor geologi disamping beberapa parameter peledakan lain biasanya dilakukan dengan cara Kuz-Ram (Cunningham, 1983). 1983). Cara ini terdiri dari dua persamaan, yaitu: 1.
Persamaan Kuznetsov untuk mencari ukuran rata-rata dari hasil peledakan dalam cm.
Vo X A Qe
0 ,8
E .Qe 115 1
19
30
6
Keterangan, X =
ukuran rata-rata dari hasil peledakan (cm)
A =
Faktor batuan 7 untuk batuan medium strength 10 untuk batuan keras yang berjoint intensif 13 untuk batuan keras dengan sedikit joint sebaiknya antara 8 – 8 – 12 12 (Cunningham, 1983) Blastability index (BI) x 0,15 (Lily, 1986)
Vo =
volume batuan dalam m3 per lubang ledak (burden x spacing x spacing x tinggi bench) bench)
Qe =
Massa bahan peledak yang digunakan tiap lubang ledak (kg)
E =
Kekuatan berat relative bahan peledak (ANFO = 100 ; TNT = 115)
2.
Persamaan Rosin-Ramler untuk mencari material yang tertahan pada saringan.
R e
x xc
n
X X c 0 . 693
.100 %
1
n
Keterangan, R
=
Perbandingan material yang tertahan pada saringan 10
X
=
Ukuran screen
Xc
=
Karakteristik dari ukuran batuan
n
=
index keseragaman
=
(2,2 – (2,2 – 14 14 B/d) (1 – (1 – W/B) W/B) (1 + (A’ – 1)/2) – 1)/2) L/H . SF
B
=
burden
d
=
Diameter lubang tembak (mm)
W
=
standart deviasi dari kedalaman lubang bor (m)
A’
= spacing / spacing / burden
L
=
panjang charge di atas level (m)
H
=
tinggi bench (m)
SF
= staggered factor (Jika memakai staggered drilling pattern maka n dinaikkan 10 %) =
1,1 untuk pemakaian staggered pemakaian staggered drilling pattern. pattern.
11
