MY SHOP

PELEDAKAN TAMBANG

Posted by najibpanjah.com on Rabu, 25 Mei 2011

A.  BAHAN PELEDAK
            Bahan peledak yang dimaksudkan adalah bahan peledak kimia yang didefinisikan sebagai suatu bahan kimia senyawa tunggal atau campuran berbentuk padat, cair, atau campurannya yang apabila diberi aksi panas, benturan, gesekan atau ledakan awal akan mengalami suatu reaksi kimia eksotermis sangat cepat dan hasil reaksinya sebagian atau seluruhnya berbentuk gas disertai panas dan tekanan sangat tinggi yang secara kimia lebih stabil.

            Bahan peledak diklasifikasikan berdasarkan sumber energinya menjadi bahan peledak mekanik, kimia, dan nuklir (J. J. Manon, 1978). Karena pemakaian bahan peledak kimia lebih luas dibandingkan dengan sumber energi lainnya, maka pengklasifikasian bahan peledak kimia lebih intensif diperkenankan. Pertimbangan pemakaiannya antara lain, harga relatif murah, penanganan teknis lebih mudah, lebih banyak variasi waktu tunda (delay time) dan dibandingkan dengan  nuklir bahayanya lebih rendah.
     
      Klasifikasi bahan peledak menurut Mike Smith (1988) yaitu :
    1. Bahan peledak kuat contohnya TNT, Dinamite, Gelatine
    2. Agen Peledakan contohnya ANFO, Slurries, Emulsi, Hybrid ANFO, Slurry mixtures
    3. Bahan peledak khusus contohnya Seismik, Trimming, Permisible, shaped Charges, Binary, LOX, Liquid.
    4. Pengganti bahan peledak contohnya Compressed air/gas, Expansion agents, mechanical methods, waterjets, jet piercing
Sifat-sifat fisik bahan peledak adalah suatu kenampakan nyata dari sifat bahan peledak ketika menghadapi perubahan kondisi lingkungan sekitarnya, yaitu antara lain :
1.      Densitas yaitu angka yang menyatakan perbandingan berat per volume
2.      Sensitifitas adalah sifat yang menunjukan kemudahan inisiasi bahan peledak atau ukuran minimal booster yang diperlukan
3.      Ketahanan terhadap air (water resistence)
4.      Kestabilan kimia (chemical stability)
5.      Karekteristik gas ( fumes characteristic)

B.     PERLENGKAPAN PELEDAKAN
            Perlengkapan peledakan adalah bahan–bahan yang membantu peledakan yang habis dipakai yaitu :
1.      Detonator
2.      Sumbu peledakan
Detonator adalah alat pemicu awal yang menimbulkan inisiasi dalam bentuk letupan (ledakan kecil) sebagai bentuk aksi yang memberikan efek kejut terhadap bahan peledak peka detonator atau primer. Terdapat dua jenis muatan bahan peledak dalam detonator yang masing-masing fungsinya berbeda, yaitu:
1.   Isian utama (primary charge) berupa bahan peledak kuat yang peka (sensitive), fungsinya untuk menerima efek panas dengan sangat cepat dan meledak sehingga menimbulkan gelombang kejut.
2.   Isian dasar (base charge) disebut juga isian sekunder adalah bahan peledak kuat dengan VoD tinggi, fungsinya adalah menerima gelombang kejut dan meledak dengan kekuatan besarnya tergantung pada berat isian dasar tersebut.


Kekuatan ledak (strength) detonator ditentukan oleh jumlah isian dasarnya. Jenis-jenis detonator :
1.      Detonator biasa (plain detonator)
2.      Detonator listrik (electric detonator)
3.      Detonator nonel (nonel detonator)
4.      Detonator elektronik (electronic detonator)
            Yang dimaksud dengan sumbu peledakan disini adalah sumbu api dan sumbu ledak. Sumbu api adalah sumbu yang disambung ke detonator biasa pada peledakan dengan menggunakan detonator biasa. Dapat dikatakan bahwa sumbu api merupakan pasangan detonator biasa, karena detonator biasa tidak dapat digunakan tanpa sumbu. Fungsi sumbu api adalah untuk merambatkan
api dengan kecepatan tetap pada detonator biasa. Sedangkan sumbu ledak adalah sumbu yng pada bagian intinya terdapat bahan peledak PETN. Fungsi sumbu ledak adalah untuk merangkai suatu sistem peledakan tanpa menggunakan detonator didalam lubang ledak. Sumbu ledak mempunyai sifat tidak sensitive terhadap gesekan, benturan, arus liar, dan listrik statis.

C.    PERALATAN PELEDAKAN
            Peralatan peledakan adalah perangkat pembantu peledakan yang nantinya dapat dipakai berulang kali. Peralatan peledakan dapat dikelompokan menjadi :
1.                                    Peralatan yang langsung berhubungan dengan teknik peledakan
2.                                    Peralatan pendukung peledakan
Peralatan yang berhubungan langsung dengan peledakan adalah ;
·         . Alat Pemicu ledak
v  Pada peledakan listrik ( Blasting Machine)
v  Pada peledakan nonel (shot gun / short fire)
·               Alat Bantu ledak listrik
v  Blasting Ohmmeter (BOM)
v  Pengukur kebocoran arus listrik
v  Multimeter peledakan
v  Pengukur kekuatan blasting machine
v  Pelacak kilat (lightning detector)
·               Alat Bantu peledakan lain
v  Kabel listrik utama (lead wire) atau sumbu nonel utama (lead in line)
v  Cramper (penjepit sambungan sumbu api dengan detonator biasa )
v  Meteran (50 ml) dan tongkat bambu ( ± 7 m) diberi skala
·               Alat pencampur dan pengisi

Peralatan pendukung peledakan antara lain :
a.       Alat pendukung utama, berhubungan dengan aspek keselamatan dan keamanan kerja, serta lingkungan, misalnya alat mengangkut dan alat pengaman
b.      Alat pendukung tambahan terfokus pada penelitian peledakan yang tidak selalu dipakai pada peledakan rutin, misalnya alat pengukur kecepatan detonasi, pengukur getaran dan pengukur kebisingan.

A.    TEKNIK PELEDAKAN
            Terdapat perbedaan antara teknik peledakan pada sistem penambangan terbuka dengan sistem penambangan bawah tanah, perbedaan itu disebabkan oleh beberapa faktor seperti luas area, volume hasil ledakan, suplai udara segar, dan keselamatan kerja.

      A. Pola pengeboran
TABEL 1.
PENYEBAB YANG MEMBEDAKAN POLA PENGEBORAN DI TAMBANG TERBUKA DAN BAWAH TANAH

faktor
Tambang bawah tanah
Tambang terbuka
Luas area
Terbatas, sesuai dimensi bukaan luasnya dipengaruhi oleh kestabilan bukaan tersebut
Lebih luas karena terdapat di permukaan bumi dan dapat memilih area yang cocok
Volume hasil peledakan
Terbatas karena dibatasi luas permukaan bukaan, diameter mata bor dan kedalaman pengeboran
Lebih besar bisa mencapai ratusan ribu meter kubik per peledakan, sehingga dapat direncanakan target yang besar
Suplai udara segar
Tergantung pada system ventilasi yang baik
Tidak bermasalah karena dilakukan pada udara terbuka
Keselamatan kerja
Kritis, diakibatkan oleh ruang yang terbatas, guguran batu dari atap , tempat penyelamatan diri terbatas
Relative lebih aman karena seluruh pekerjaan dilakukan pada area terbuka




a. Pola pengeboran pada tambang terbuka
            Terdapat tiga pola pengeboran yang ada pada tambang terbuka, yaitu :
1.      Pola bujur sangkar (square pattern), yaitu jarak burden dan spasi sama
2.      Pola persegi panjang (rectangular system), yaitu jarak spasi dalam satu baris lebih besar dibanding burden
3.      Pola zig-zag (staggered pattern), yaitu antara lubang bor dibuat zigzag yang berasal dari pola bujur sangkar maupun persegi panjang
b. Pola pengeboran pada bukaan bawah tanah
         Pada pengeboran bukaan bawah tanah umumnya hanya terdapat satu bidang bebas, yaitu pemuka kerja atau face. Untuk itu, perlu dibuat tambahan bidang bebas yang disebut cut. Secara umum terdapat empat tipe cut yaitu :
1.      Center cut disebut juga pyramid atau diamond cut, empat atau enam lubang dengan diameter yang sama dibor kearah satu titik sehingga membentuk pyramid.
2.      Wedge cut atau V- cut, angled cut atau cut berbentuk baji, setiap pasang dari empat atau enam lubang dengan diameter yang sama dibor kearah satu titik, tetapi lubang bor antar pasangan sejajar, sehingga terbentuk baji. Cara ini lebih mudah dari pyramid cut tetapi kurang efektif untuk batuan yang keras.
3.      Drag cut atau pola kipas, bentuknya mirip dengan baji perbedaannya terletak pada posisi bajinya tidak ditengah-tengah bukaan, tetapi terletak pada bagian lantai atau dinding bukaan. Cara membuat dengan cara lubang bor dibuat miring untuk membentuk rongga di lantai atau di dinding. Cara ini efektif pada batuan berlapis dan tidak keras dan pula berperan sebagai controlled blasting.
4.      Burn cut disebut juga cylinder cut, pola ini sangat cocok untuk batu yang keras dan regas seperti batu pasir (sandstone) atau batuan beku dan tidak cocok untuk struktur berlapis.
Secara umum pola peledakan menunjukan urutan atau sekuensial ledakan dari sejumlah lubang ledak  Adanya urutan peledakan berarti terdapat jeda waktu ledakan yang disebut dengan waktu tunda (delay time). Beberapa keuntungan yang diperoleh dengan menerapkan waktu tunda pada sistem peledakan yaitu :
1.      Mengurangi getaran
2.      Mengurangi overbreak dan batu terbang (fly rock)
3.      Mengurangi gegeran akibat airblast dan suara (noise)
4.      Dapat mengarahkan lemparan fragmentasi batuan
5.      Dapat memperbaiki ukuran fragmentasi batuan hasil ledakan

B. DESAIN PELEDAKAN
            Kondisi-kondisi tertentu pada operasi akan mempengaruhi secara detail daripada desain peledakan. Faktor-faktor yang dipertimbangkan dalam mendesain suatu peledakan antara lain :
1. Diameter lubang ledak
2. Tinggi jenjang
3. Fragmentasi
4. Burden dan spacing
5. Struktur batuan
6. Kestabilan jenjang
7. Dampak terhadap lingkungan
8. Tipe bahan peledak yang akan digunakan
    



1.   Diameter lubang bor
            Pemilihan diameter lubang ledak dipengaruhi oleh besarnya laju produksi yang       direncanakan. Makin besar diameter lubang maka akan diperoleh laju produksi yang         besar pula, dengan persyaratan alat bor dan kondisi batuan sama. Faktor yang membatasi diameter lubang ledak adalah :
·         Ukuran fragmentai hasil ledakan
·         Isian bahan peledak utama harus dikurangi atau lebih kecil dari perhitungan teknis karena pertimbangan vibrasi bumi atau ekonomi
·         Keperluan penggalian batuan secara selektif
Pada kondisi batuan yang solid, ukuran fragmentasi batuan cenderung meningkat apabila perbandingan kedalaman lubang ledak dan diameter kurang dari 60 inci. Oleh karena itu upayakan hasil perbandingan tersebut melebihi 60 atau L/d ≥ 60 inci atau  d = 5 – 10 K
Dimana :    d  = Diameter lubang bor (mm)
                  K = tinggi jenjang (m)
Dengan diameter lubang bor yang kecil, konsekuensinya burden juga kecil, akan memberikan hasil fregmentasi yang bagus dengan getaran (groun vibration) rendah. Hal ini perlu diperhatikan, terlebih lagi apabila ledakan dilakukan dekat dengan perumahan penduduk

2. Ketinggian jenjang dan kedalaman lubang bor
         Tinggi jenjang berhubungan erat dengan parameter geometri peledakan lainnya dan ditentukan terlebih dahulu atau terkadang ditentukan kemudian setelah parameter serta aspek lainnya  di ketahui. Tinggi jenjang maksimum biasanya dipengaruhi oleh kemampuan alat bor dan ukuran mangkok (bucket) serta tinggi jangkauan alat muat. Umumnya dipakai pada quarry atau tambang terbuka dengan diameter lubang besar biasanya dipakai antara 10 – 15 m . Pertimbangan lain yang harus diperhatikan adalah kestabilan jenjang jangan sampai runtuh, baik karena daya dukungnya lemah atau akibat getaran peledakan. Secara praktis hubungan diameter lubang bor dengan ketinggian jenjang dapat diformulasikan sebagai berikut :
                      K = 0,1 – 0,5 D
Dimana :       K = Tinggi jenjang (m)
                     D = Diameter lubang (mm)
GAMBAR 1
HUBUNGAN DIAMETER LUBANG BOR DENGAN KETINGGIAN JENJANG

3. Fragmentasi
         Fragmentasi adalah istilah umum untuk menunjukan ukuran setiap bongkah dari batuan hasil peledakan. Ukuran fragmentasi tergantung pada proses selanjutnya. Beberapa ketentuan umum tentang hubungan fragmentasi dengan lubang ledak :
a)      Ukuran lubang ledak yang besar akan menghasilkan bongkahan fragmentasi, maka dikurangi dengan menggunakan bahan peledak yang lebih kuat
b)      Penambahan bahan  peledak akan menambah lemparan
c)      Batuan dengan intensitas tinggi dan jumlah bahan peledak sedikit dikombinasikan dengan jarak spasi pendek akan menghasilkan fragmentasi kecil

C.    Geometri Peledakan
      a. Burden (B)
      Burden adalah dimensi yang terpenting dalam menentukan keberhasilan suatu pekerjaan peledakan. Untuk menentukan besarnya burden perlu diketahui harga dari burden ratio. Hal-hal yang harus diperhatikan dalam menentukan burden adalah :
·         Burden harus merupakan jarak dari muatan (charges) tegak lurus terhadap “free face” terdekat, dan arah dimana pemindahan akan terjadi
·         Besarnya burden tergantung dari karekteristik batuan, karekteristik bahan peledak, dan lain sebagainya.
b. Spasing
      Spasing adalah jarak antara lubang-lubang bor yang dirangkai dalam satu baris (row) dan diukur sejajar terhadap “pit wall”. Biasanya spasing tergantung pada burden, kedalaman lubang bor, letak primer, waktu tunda dan arah struktur bidang batuan. Untuk material (batuan) yang homogen  B = S, sedangkan untuk struktur batuan yang kompleks, misalnya orientasi joint sejajar dengan jenjang  maka burden dapat dirapatkan dan spasi dapat dijarangkan. Bila orientasi joint tegak lurus jenjang maka burden dapat dijarangkan dan spasi agak dirapatkan. Sedangkan untuk struktur batuan dengan orientasi kesegala arah /rock fracture.
GAMBAR 2
ORIENTASI STRUKTUR BATUAN PADA JENJANG

b.      Stemming (T)
      Stemming disebut juga collar, harga stemming ini sangat menentukan stress balance dalam lubang bor, fungsi lain adalah untuk mengurung gas yang timbul. Untuk mendapatkan stress balance maka harga stemming sama dengan burden. Pada batuan kompak, jika perbandingan antara stemming dan burden kurang dari satu maka akan terjadi cratering atau back break, terutama pada collar proming. Biasanya harga standar tang dipakai adalah 0,70 dan ini sudah cukup untuk mengontrol air blast dan stress balance.
c.       Sub drilling (SD)
      Adalah bagian dari kolom lubang ledak yang terletak dibagian dasar jenjang yang dimaksud untuk menghindari terjadinya toe pada lantai jenjang setelah peledakan
d.      Tinggi jenjang (H)
e.       Kedalaman lubang bor tidak boleh lebih kecil daripada burden. Hal ini untuk menghindari terjadi atau cratering. H =  L – SD
Dimana : L    = kedalaman lubang ledak
                     SD  = sub drilling

RANCANGAN MENURUT KONYA
Burden dihitung berdasarkan diameter lubang ledak, jenis batuan dan jenis bahan peledak yang diekspresikan dengan densitasnya  Rumusnya adalah :
                     B =
Dimana : B = burden (ft), de = diameter bahan peledak (inci), ρe = berat jenis bahan peledak dan ρr = berat jenis batuan
Spasi ditentukan berdasarkan sistem tunda yang direncanakan dan kemungkinannya adalah :
·         Serentak tiap baris lubang ledak (instantaneous single-row blastholes)
H < 4B → ,      H > 4B → S = 2B
·         Berurutan dalam tiap baris lubang ledak (sequenced single row blastholes)
H < 4B → ,      H > 4B → S = 1,4B
·         Stemming (T) : batuan massif T = B sedangkan batuan berlapis T = 0,7 B
·         Subdrilling (SD) = 0,3 B
·         Penentuan diameter lubang dan tinggi jenjang mempertimbangkan dua aspek, yaitu 1) efek ukuran lubang ledak terhadap fragmentasi, air blast, flyrock, dan getaran tanah dan 2) biaya pengeboran. Tinggi jenjang (H) dan burden (B) sangat erat hubungannya dengan keberhasilan peledakan dan ratio H/B ( yang dinamakan stiftness ratio) yang bervariasi memberikan respon berbeda terhadap fragmentasi, airblast, flyrock, dan getaran tanah yang hasilnya seperti terlihat dalam table. Sementara diameter lubang ledak ditentukan secara sederhana dengan menerapkan “aturan lima (rule of five)’ , yaitu ketinggian jenjang (dalam feet) “lima” kali diameter lubang ledaknya (dalam inci)
GAMBAR 3
TINGGI JENJANG MINIMUM BERDASARKAN “ATURAN LIMA RULE OF FIVE“

TABEL 2.
 POTENSI YANG TERJADI AKIBAT VARIASI STIFFNES RATIO
Stifness
ratio
Fragmentasi
Ledakan
udara
Batu
terbang
Getaran
tanah
Komentar
1
buruk
besar
banyak
besar
Banyak muncul back  break di bagian toe.Jangan di lakukan dan rancang ulang
2
sedang
sedang
sedang
sedang
Bila memungkinkan rancang ulang
3
baik
kecil
sedikit
kecil
Control dan fragmentasi baik
4
memuaskan
sangat keci;
sangat sedikit
sangat kecil
Tidak akan menambah keuntungan bila stiffnes ratio diatas 4
      RANCANGAN MENURUT  ICI – EXPLOSIVE
            Salah satu cara merancang geometri peledakan adalah dengan “coba-coba” atau trial and error atau rule of thumb yang akan diberikan adalah dari ICI Explosive. Tinggi jenjang (H) dan diameter lubang ledak (d) merupakan pertimbangan pertama yang disarankan. Jadi cara ini menitikberatkan pada alat yang tersedia atau yang akan dimiliki, kondisi batuan setempat, peraturan tentang batas maksimum ketinggian  jenjang yang diijinkan pemerintah, serta produksi yang diinginkan. Selanjutnya untuk menghitung parameter lainnya adalah sebagai berikut :
1.      Tinggi jenjang (H), secara empiris H = 60d – 140d, bandingkan dengan L/d ≤ 60
2.      Burden (B) antar baris : B = 25d - 45d
3.      Spasi antar lubang ledak sepanjang baris (S); S= 1B – 1,5B
4.      Subgrade (J); J = 8d – 12d
5.      Stemming (T); T = 20d - 30d
6.      Powder factor (PF)
      PF =
Powder Faktor menunjukan jumlah bahan peledak (kg) yang dipakai untuk memperoleh satu satuan volume atau berat fragmentasi peledakan, jadi satuannya biasa kg/m3 atau kg/ton. Pemanfaatan PF cenderung berdasarkan pertimbangan ekonomis suatu proses peledakan

Perhitungan Volume yang akan diledakan
Prinsip volume yang kan diledakan adalah perkalian antara burden (B), spasi (S) dan tinggi jenjang yang hasilnya berupa balok dan bukan volume yang telah terberai oleh proses peledakan. Volume tersebut disebut volume padat (solid atau insitu atau bank), sedangkan volume yang telah lepas disebut volume lepas (losse). Konversi dari volume padat ke volume lepas menggunakan factor berai atau sweel factor yaitu :
            SF = Vs/Vl x 100%, apabila    Vs = B x S x H
            Maka                                       Vl  =

GAMBAR 4
TIPE SEKUEN INISIASI (ICI EXPLOSIVE)

Blog, Updated at: 08.33

1 koment:

  1. Yth. Administratur Tambang.com,

    Mohon informasi rata-rata biaya peledakan untuk tambang biji besi kira-kira berapa rupiah/USD per metric ton, terima kasih atas bantuannya.

    BalasHapus