37001858-geoteknik-tambang-terbuka.pdf

7/25/2019 37001858-GEOTEKNIK-TAMBANG-TERBUKA.pdf

1/31

I. PENDAHULUAN

1.1. UMUM

Geoteknik adalah merupakan salah satu dari banyak alat dalam

perenanaan atau desi!n tamban!" data !eoteknik harus di!unakan seara

benar den!an ke#aspadaan dan den!an asumsi$asumsi serta batasan$batasan

yan! ada untuk dapat menapai hasil seperti yan! diin!inkan.

Dalam penamban!an seara tamban! terbuka %open pit&" sudut

kemirin!an adalah satu 'aktor utama yan! mempen!aruhi bentuk dari final pit

dan lokasi dari dindin!$dindin!nya. Dikarenakan dari perbedaan dari keadaan

!eolo!inya" maka kemirin!an optimum dapat bera!am diantara berba!ai pit

dan bahkan dapat bera!am pula dalam satu pit yan! sama. (udut pit pada

umumnya dapat dikatakan seba!ai se)umlah #aste yan! harus dipindahkan

untuk menamban! bi)ih.

(umber* (ur'ae Minin! +nd Edition" ,ennedy" 1--

I -

PITBOTTOM

SURFACE

440

380470

420

410

430 490

Gambar 1. /ontoh dalam satu pit terdapatsudut$ sudut kemitin!an yan! berbeda

1


2/31

0UUAN

1. Pit slope diusahakan harus dibuat seta)am mun!kin den!an tanpa

menimbulkan keru!ian ekonomi seara keseluruhan yan! disebabkan

karena ketidak setabilan kemirin!an dan tanpa membahayakan keamanan

dari peker)a maupun peralatan

2. Menetapkan besarnya sudut kemirin!an pit yan! dian!!ap aman pada

suatu pertamban!an. Analisa harus men!identi'ikasi daerah yan!

mempunyai potensi lon!sor atau daerah berbahaya lainnya.

23(E45A(I UMUM

1. Memaksimalkan sudut kemirin!an pit membantu men!optimalkan pit dalam

se!i ekonomi %men!uran!i strip ratio seara keseluruhan&

2. Pada umumnya keru!ian seara ekonomi yan! diakibatkan karena ketidak

setabilan leren!" adalah*

,ehilan!an bi)ih

3iaya strippin! tambahan" karena pus !a"# baru untuk reo6er bi)ih

yan! tertutup lon!soran.

3iaya pembersihan lon!soran

3iaya yan! diasosiasikan den!an pembuatan )alur )alan an!kut baru.

,eterlambatan produksi.

Produksi yan! tidak e'isien dikarenakan tidak adanya akses ke7dari

beberapa area ker)a.

8. Gambar diba#ah adalah ilustrasi rin!kasan 'un!si utama dari stabilitas

kemirin!an dalam penamban!an open pit dan untuk nilai ekonomi yan!

potensial dan menin!katkan keamatan.

I - 2


3/31

I -

(lope(tability

Dsi!n

Eonomi

(a'ety

4edution o' strippin! ratio4edution o' inured ost doeto de'erred strippin!Posible inreas in ore reser6e

3etter a#areness o' onditiono' slopesDesi!n o' support system i're9uired and eonomially

)usti'ied:ater ontrol sur'ae andunder!rouns

E;a6ation

Eonomi

(a'ety

4edution o' dama!e to slopesand impro6ed 'ra!mentation'rom beter blastin! tehni9ues.(a'ety 3erms


4/31

1.+.


5/31

bidan! lemah didalam suatu masa batuan dan dapat menurunkan kemantapan

leren!..

1.+.@. I,LIM

Iklim berpen!aruh terhadap kemantapan leren! karena iklim

mempen!aruhi perubahan temperatur. 0emperatur yan! epat sekali berubah

dalam #aktu yan! sin!kat akan memperepat proses pelapukan batuan. Untuk

daerah tropis pelapukan lebih epat dibandin!kan den!an daerah din!in" oleh

karena itu sin!kapan batuan pada leren! di daerah tropis akan lebih epat

lapuk dan ini akan men!akibatkan leren! mudah lon!sor.

1.+.. GE2ME04I LE4ENG

Geommetri leren! menakup tin!!i leren! dan sudut kemirin!an leren!"

leren! yan! terlalu tin!!i akan men!akibatkan men)adi tidak mantap dan

enderun! untuk lebih mudah lon!sor dibandin! den!an leren! yan! tidak

terlalu tin!!i dan den!an )enis batuan penyusun yan! sama.. demikian pula

den!an sudut leren!" semakin besar sudut kemirin!an leren!" maka akan

semakin tidak mantap.

Muka air tanah yan! dan!kal men)adikan leren! seba!ian besar basah

dan batuannya mempunyai kandun!an air yan! tin!!i" kondisi ini men)adikan

kekuatan batuan men)adi rendah dan batuan )u!a akan menerima tambahan

beban air yan! dikandun!" sehin!!a men)adikan leren! lebih mudah lon!sor.

I - 5


6/31

1.+.B. GA?A LUA4

Gaya luar ini berupa !etaran$!etaran yan! berasaldari sumber yan!

berada didekat leren! tersebut. Getaran ini misalnya ditimbulkan oleh

peledakan" lalu$lintas kendaraan dan seba!ainya. Gaya luar ini sedikit banyak

dapat mempen!aruhi kemantapan suatu leren!.

1.8. ENI($ENI( L2NG(24AN.

enis atau bentuk lon!soran ter!antun! pada )enis material penyusun

dari suatu leren! dan )u!a struktur !eolo!i yan! berkemban! didaerah tersebut.

,arena batuan dan tanah mempunyai si'at yan! berbeda" maka )enis

lon!sorannyapun sakan berbeda pula. Adapun )enis$)enis dari lon!soran yan!

umum di)umpai adalah seba!ai berikut*

1.8.1. L2NG(24AN 3IDANG.

I - 6

3idan! 3ebas

3idan! Gelinir

Gambar +. Lon!soran 3idan!


7/31

Lon!soran ini disebabkan karena adanya struktur !eolo!i yan!

berkemban! seperti kekar %)oint& ataupun patahan yan! dapat merupakan

bidan! lunur.

Lon!soran bidan! dapat ter)adi bila kondisi$kondisi seperti diba#ah ini

terpenuhi semua*

1. urus bidan! lunur se)a)ar atau mendekati se)a)ar terhadap )urus bidan!

permukaan leren! den!an perbedaan maksimal +

2. ,emirin!an bidan! lunur harus lebih keil dari kemirin!an bidan!

permukaan leren!" atau pada !ambar adalah C .

3. ,emirin!an bidan! lunur lebih besar dari sudut !eser dalam atau C .

@. 3idan! bebas yan! merupakan batas lateral dari masa batuan yan! lon!sor

1.8.+. L2NG(24AN 3AI.

(ama halnya den!an lon!soran bidan!" lon!soran ba)i ini )u!a

I - 7

Gambar 8. Penampan! Leren! dan bidan! bebas lon!soran bidan!

Gambar @. Lon!soran 3a)i


8/31

diakibatkan oleh adanya struktur !eolo!i yan! berkemban!. Perbedaannya

adalah adanya dua struktur !eolo!i %dapat sama )enis atau berbeda )enis dan

dapat sin!le ataupun set& yan! berkemban! dan salin! berpoton!an

Lon!soran ba)i ini ter)adi bila dua buah )urus bidan! diskontinue

berpoton!an dan besar sudut !aris poton! kedua bidan! tersebut % i& lebih

besar dari sudut !eser dalam % & dan lebih keil dari sudut kemirin!an leren!

% i&.

1.8.8. L2NG(24AN GULING.

Pada lon!soran !ulin! %topplin!& imi struktur !eolo!i yan! berkemban!

adalah hampir sama den!an yan! berkemban! pada lon!soran bidan!"

perbedaanya adalah struktur yan! berkemban! mempunyai kemirin!an yan!

merupakan bidan! lemahnya relati' te!ak dan berbentuk kolom.

I - 8

Gambar . Lon!soran Gulin!


9/31

1.8.@. L2NG(24AN 3U(U4.

Lon!soran busur biasanya ter)adi pada material tanah atau batuan

lunak den!an struktur kekar yan! rapat. 3idan! lon!sornya berbentuk busur

1.@. DA0A (E3AGAI DA(A4 ANALI(I(.

Data utama yan! dibutuhkan seba!ai dasar analisis kemantapan suatu

leren! batuan adalah* !eometri leren!" struktur batuan" serta si'at 'isik dan

mekanik batuan.

Geometri Leren!.

Geometri leren! yan! perlu diketahui adalah*

1. 2rientasi %)urus dan kemirin!an& leren!

+. 0in!!i dan kemirin!an leren! %tiap )en)an! ataupun total&

8. Lebar en)an! %berm&

(truktur 3atuan

(truktur batuan yan! mempen!aruhi kemantapan suatu leren! adalah

adanya bidan!$bidan! lemah" yaitu* bidan! patahan %sesar&" perlapisan dan

I - 9

Gambar B. Lon!soran 3usur


10/31

rekahan.

(i'at


11/31

Penyelidikan dilaboratorium dilakukan den!an*

1. Unia;ial ompresi6e test

+. 0ria;ial test

8. Diret shear test

4. Penentuan bobot isi batuan" kandun!an air dan porositas batuan.

3A3 II

I - 11


12/31

ANALI(A ,EMAN0APAN LE4ENG

+.1. DA(A4$DA(A4 ME,ANI,A L2NG(24AN.

(i'at$si'at material yan! rele6an den!an masalah kemantapan leren!

adalah sudut !eser dalam % &" ohesi %/& dan berat )enis batuan % &.

Dalam !ambar diatas men)elaskan seara sederhana tentan! suatu

spesimen batuan yan! men!andun! bidan! disontinue dan kemudian

padanya beker)a te!an!an !eser dan te!an!an normal sehin!!a akan

menyebabkan batuan tersebut retak pada bidan! diskontinue dan men!alami

!eseran. 0e!an!an !eser yan! dibutuhkan sehin!!a batuan tersebut retak dan

ber!eser" akan bertambah sesuai pertambahan te!an!an normal. Pada !ra'ik

hal ini berhubun!an seara linier membentuk suatu !aris yan! membentuk

I -

(udut !eser dalam

0e!an!an normal

0e!an!an !eser

,ohesi /

0e!an!an

!eser

0e!an!an normal

Gambar +$1

Hubun!an antara te!an!an !eser den!an te!an!an normal

12


13/31

sudut sebesar terhadap hori=ontal. (udut inilah yan! dinamakan sudut !eser

dalam.

3ila te!an!an normal dibuat nol dan kemudian batuan diberikan te!an!an

!eser sampai batuan tersebut mulai retak" maka har!a te!an!an !eser yan!

dibutuhkanpadasaat batuan mulai retak adalah merupakan har!a kohesi %/&

dari batuan tersebut.

Hubun!an antara te!an!an !eser % & dan te!an!an normal % & dapat

dinyatakan seba!ai berikut*

tan+= c ...................................................... 1

+.1.1. L2NG(24AN ?ANG DIA,I3A0,AN 3E3AN G4A5I0A(I

Gambar +$+. ,esetimban!an benda diatas bidan! mirin!

Masa seberat : yan! berada dalam keadaan setimban! diatas suatu

bidan! yan! membentuk sudut terhadap hori=ontal.

Gaya berat yan! mempunyai arah 6ertikal dapat diuraikan pada arah se)a)ar

I -

: (in

:

: /os

4

13


14/31

dan te!ak lurus bidan! mirin!. ,omponen !aya berat yan! se)a)ar bidan!

mirin! dan yan! enderun! menyebabkan benda untuk men!!elinir adalah #

sin . (edan!kan komponen !aya yan! te!ak lurus bidan! dan merupakan

!aya yan! menahan benda untuk men!!elinir adalah : os atau !aya

normal. Gaya normal dapat dituliskan seba!ai*

A

CosW

.= ............................................................... +

dimana*

A luas dasar benda

diasumsikan bah#a te!an!an !eser dide'inisikan oleh persamaan 1 dan

disubsitusikan te!an!an normal dari persamaan +" dihasilkan persamaan*

tan.cos.

A

Wc += atau

tan.cos.WcAR += .................................................. 8

dimana*

4 A adalah !aya !eser yan! menahan benda ter!elinir keba#ah

3enda dalam kondisi batas kesetimban!an apabila !aya yan! menyebabkan

benda ter!elinir tepat sama den!an !aya yan! menahan benda atau dapat

dinyatakan den!an persamaan seba!ai berikut*

tan.cos.sin WcAW += ........................................ @

bila har!a kohesi " maka kondisi batas kesetimban!an dapat dinyatakan

den!an persamaan seba!ai berikut

= .......................................................................

I - 14


15/31

yan! dapat diturunkan dari persamaan %@&

+.1.+. PENGA4UH 0E,ANAN AI4 PADA 0EGANGAN GE(E4.

Analo!i diba#ah untuk memudahkan pen!ertian pen!aruh tekanan air

pada te!an!an !eser.

Gambar +$8. 3e)ana terisi air diatas bidan! mirin!

(ebuah be)ana diisi air dan diletakkan diatas bidan! bidan! mirin!"

susunan !aya yan! beker)a pada sebuah benda diatas bidan! mirin! adalah

seperti yan! telah dibahas diatas %!ambar +$+&. Untuk penyederhanaan" kohesi

antara dasar be)ana dan bidan! mirin! diasumsikan nol. Menurut persamaan

%& be)ana dan isinya akan mulai ter!elinir pada saat 1 .

Dasar be)ana kini diluban!i sehin!!a air dapat masuk ke elah antara

dasar be)ana dan bidan! mirin! dan memberikan tekanan air sebesar u atau

I -

: sin 1

:

: os 1

1

4

15


16/31

!aya an!kat sebesar U uA" dimana A adalah luas dasar be)ana.

Gaya normal :.os +sekaran! dikuran!i oleh !aya an!kat U" dan besarnya

!aya !aya yan! menahan !eliniran dapat dirumuskan dalam persamaan

seba!ai berikut*

( ) tan.2cos. UWR = ................................................. B

Dimisalkan berat per unit 6olume dari be)ana yan! berisi air adalah t" dan

berat per unit 6olume air adalah #" maka : t h A dan U $ #. h#. A"

dimana h dan h# adalah seperti yan! tertera pada !ambar +$@ diba#ah.

Gambar +$@. 0ekanan air pada elahantara be)ana dan bidan! mirin!

3esarnya 2cos. hhw = dan

2cos.

Wt

wU

= .................................................... >

(ubstitusikan ke persamaan %B& didapat*

tan.12cos.

=

t

wWR ........................................ F

I -

: sin +

:

: os +

+

4

U

U

16


17/31

dan kondisi bataskesetimban!an yan! terde'inisi pada persamaan %@& men)adi*

tan.12tan

= t

w

........................................ -

Dimisalkan sudut !eser antar muka be)ana7bidan! mirin! adalah 8 " sebelum

boor be)ana akan ter!elinir pada kemirin!an bidan! 18%persamaan &.

Den!an kata lain be)ana boor akan ter!elinir pada kemirin!an yan! lebih

keil" hal ini disebabkan karena adanya U yan! men!uran!i !aya normal

sehin!!a men!uran!i !aya yan! menahan be)ana untuk ter!elinir. 3erat total

be)ana dan air hanya sedikit lebih besar dari berat air. Dimisalkan #7 t "-

dan 8" persamaan %-& menun)ukkan bah#a be)ana yan! boor akan

ter!elinir pada kemirin!an bidan! + 81F

+.+. ME02DE ANALI(I(

Ada beberapa ara yan! dapat dipakai untuk melakukan analisis

terhadap kemantapan leren!" baik untuk batuan maupun untuk tanah. Pada

bukaan atau pen!!alian yan! tidak terlalu dalam" umumnya metode yan!

di!unakan adalah metode untuk tanah. Diba#ah ini akan diberikan tentan!

berba!ai metode analisis kemantapan leren! den!an membuat model !ra'is

leren! seara dua dimensi.

+.+.1. Metode (#edia.

Metode ini di!unakan den!an asumsi bidan! lon!sor berbentuk busur

lin!karan. Har!a 'aktor keamanan %


18/31

( )( )luWlCW

lF .cos.'.tan'.

sin.+

=

..........................1

dimana*

: berat beban total irisan

l pan)an! ab %!ambar +$&

b lebar irisan

kohesi e'ekti'

sudut !eser dalam e'ekti'

Gambar +$. Dia!ram daya pada analisis metode lapis

+.+.+. ME02DE 3I(H2P.

Metode ini pada dasarnya sama den!an metode s#edia" tetapi den!an

memperhitun!kan !aya$!aya antar irisan yan! ada. Metode 3ishop

men!asumsikan bidan! lon!sor berbentuk busur lin!karan %!ambar +$&

I -

bn

n1

# n1n

En

En1lla

b

0itik pusat rotasi

o

18


19/31

Pertama yan! harus diketahui adalah !eometri dari leren! dan )u!a titik

pusat busur lin!karan bidan! lunur" serta letak rekahan. Untuk menentukan

titik pusat busur lin!karan bidan! lunur dan letak rekahan pada lon!soran

busur diper!unakan !ra'ik seperti pada lampiran E.


20/31

keamanan 1. untuk memeahkan persamaan 'aktor keamanan ke dalam

persamaan %11&. (eandainya nilai 'aktor keamanan yan! didapat dari

perhitun!an mempunyai selisih lebih besar dari "1 terhadap 'aktor

keamanan yan! diasumsikan" maka perhitun!an diulan! den!an memakai

'aktor keamanan hasil perhitun!an seba!ai asumsi kedua dari


21/31


22/31

I -

;;78

#

+

Muka air tanah

4ekahan tarik

lapisan

L

Lon!soran melalui kaki leren!

H

d

h

h#

h

;

l

Gambar +$. Metode anbu untuk men!analisis lon!soran non irular

22


23/31

+.+.@. ME02DE H2E, DAN 34A?

[email protected]. L2NG(24AN 3IDANG

dalam men!analisis lon!soran bidan! den!an metode Hoek dan 3ray.

(uatu leren! ditin)au dalam dua dimensi" den!an an!!apan$an!!apan*

1. (emua syarat untuk ter)adinya lon!soran bidan! terpenuhi.

+. 0erdapat re!an!an tarik te!ak %6ertikal& yan! terisi air sampai kedalaman

J#. 4e!an!an tarik ini dapat terletak pada muka leren! maupun diatas

leren! %!ambar +$>&

8. 0ekanan air pada re!an!an tarik dan sepan)an! bidan! lunur tersebar

seara linier.

4. (emua !aya yan! beker)a pada leren! melalui titik pusat massa batuan

yan! akan lon!sor" sehin!!a tidak ter)adi rotasi %lihat !ambar +$>&.


24/31

(udut !eser dalam batuan %&

: 3erat massa batuan yan! akan lon!sor %ton&

U Gaya an!kat yan! ditimbulkan oleh tekanan air disepan)an! bidan! l

unur %ton&

U # J# %H J& ose

5 Gaya mendatar yan! ditimbulkan oleh tekanan air pada re!an!an tarik

%ton&

5

#J#+

# 3obot isi air %ton7m+&

J# 0in!!i kolom air yan! men!isi re!an!an tarik %m&

J ,edalaman re!an!an tarik %m&

H 0in!!i leren! %m&

ika ter)adi !etaran yan! diakibatkan oleh adanya !empa" peledakan maupun

akti6itas manusia lainnya" maka persamaan %18& men)adi*

( )( )

.cos..cos..sin

.tansin..sin..cos.

VW

VUWACF

++

= ................................ 1@

dimana*

perepatan !etaran pada arah mendatar %lihat !ambar +$>&

I - 24


25/31

Gambar +$>. 4e!an!an tarik pada lon!soran bidan!

+.+.@.+. L2NG(24AN 3AI.

I -

#

U

5J#

J

#

H

5

U

:

#H J#

J

4e!an!an tarik

Mukaleren!

3idan! Lunur

4e!an!an tarik

Mukaleren!

25


26/31

Disini hanya akan dibahas lon!soran ba)i yan! dibentuk oleh dua

bidan! lemah. Dalam analisa den!an men!!unakan metode Hoek dan 3ray"

lon!soran ba)i dian!!ap hanya akan ter)adi pada !aris perpoton!an kedua

bidan! lemah.


27/31

nb

nbB

na

naab

..sin..sin

..cos.coscos

2

5

=

dimana adan badalah kemirin!an %dip& dari bidan!$bidan! I dan II serta

adalah sudut penun)aman perpoton!an bidan! lemah I dan II.

ika pada bidan! I dan II tidak terdapat kohesi" serta kondisi leren! kerin!"

maka persamaan %1& akan men)adi*

ba BAF .tan..tan. +=

dimana A dan 3 adalah suatu 'aktor tanpa satuan yan! besarnya ter!antun!

pada )urus %strike& dan kemirin!an %dip& kedua bidan! lemahnya. 3idan! lemah

yan! mempunyai kemirin!an lebih keil selalu dinamakan bidan! lemah I"

sedan!kan bidan! lemah yan! satunya la!i dinamakan bidan! lemah II.

I - 27


28/31

Gambar +$F. Model Lon!soran 3a)i

I -

3idan! 13idan! +

Muka leren!

GAM3A4 0IGA DIMEN(I

Perpoton!an bidan! lemah

Distribusi tekananAir tanah ,eteran!an*

= Kemiringan lereng = Kemiringan garis perpotongan i!anglema" = #$!$t geser !alam

0ampak sampin!0e!ak lurus perpoton!an bidan! lemah

28


29/31

Gambar +$-. (tereoplot data lon!soran ba)i

I - 29


30/31

[email protected]. L2NG(24AN GULING.

Den!an metode Hoek dan 3ray ter)adinya lon!soran !ulin! dapat

dianalisis den!an men!!unakan suatu model yan! sederhana. Model tersebut

hanya berlaku untuk kasus$kasus yan! sederhana. Untuk men!analisis leren!

yan! sebenarnya dilakukan analo!i den!an mempertimban!kan 6ariabel$

6ariabel di lapan!an.

Model tersebut berupa balok$balok yan! disusun pada suatu tan!!a

yan! mirin! %lihat !ambar +$1&. Den!an model tersebut akan dianalisis

kemantapan %kesetabilan& batas suatu leren! terhadap lon!soran !ulin!..

I - 30


31/31

kemantapan batas adalah suatu keadaan dimana leren! pada saat akan

lon!sor.

Gaya$!aya yan! beker)a pada setiap balok dihitun! den!an nilai

%an!ka& sudut !eser dalam % & tertentu" sampai diperoleh nilai Po positi'

terkeil. Nilai Po tersebut merupakan !aya yan! menahan balok 1 %lihat !ambar

+$1&. Nilai sudut dalam % & yan! men!hasilkan Po positi' terkeil kemudian

dipakai seba!ai seba!ai dudut !eser dalam pada keadaan kemantapan batas.

37001858-geoteknik-tambang-terbuka.pdf

Documents