2014-02-16 perhitungan bab v

RESPONSI 4 (TA2202) PERALATAN TAMBANG DAN PENANGANAN

MATERIAL SEMESTER II, 2013/2014

Dosen:

Prof. Dr. Ir. Budi Sulistianto, MT

Program Studi Teknik Pertambangan Fakultas Teknik Pertambangan dan Perminyakan

Institut Teknologi Bandung

Firly.baskoro@gmail.com

ALAT GALI-DORONG-GARU

2

LAND CLEARING

PRODUKTIVITAS

VEGETASI UKURAN DOZER

< 115 DBHP > 115 DBHP

Pohon-pohon kecil, semak (ø<6 inci) 1.000 sq-yd/hr 1.200 sq-yd/hr

Pohon-pohon sedang (ø= 7-12 inci) 631,5 sq-yd/hr 757 sq-yd/hr

Pohon besar (ø = 12-30 inci) 285,7 sq-yd/hr 342,8 sq-yd/hr

Secara empiris: Perhitungan: T = waktu yang diperlukan untuk merobohkan pepohonan dengan medan kerja seluas 1 acre (= 4047 m2), menit. B = waktu untuk menjelajahi lapangan seluas 1 acre tanpa merobohkan pepohonan, (menit). M = waktu untuk merobohkan pepohonan yang memiliki diameter tertentu, (menit). N = jumlah pohon tiap acre untuk selang (interval) diameter tertentu. D = jumlah diameter semua pohon yang mempunyai diameter lebih besar dari 6 ft tiap acre, ft. F = waktu untuk merobohkan per ft diameter pepohonan yang mempunyai diameter lebih dari 6 ft, menit/ft.

𝑇 = 𝐵 +𝑀1𝑁1 +𝑀2𝑁2 +⋯+𝑀𝑛𝑁𝑛 + 𝐷𝐹

LAND CLEARING

PRODUKTIVITAS

Sebuah bulldozer Cat D7G bertenaga 200 HP dipakai untuk merobohkan pepohonan di suatu lapangan seluas 2 acres. Jumlah pepohonan yang berdiameter antara 1 - 2 ft ada 10 batang, yang berdiameter 2 - 3 ft ada 5 batang, sedangkan yang berdiameter 6,5 ft ada 4 batang. Waktu untuk menjelajahi lapangan seluas 2 acres adalah 20 menit tanpa merobohkan pohon. Waktu untuk merobohkan pepohonan yang berdiameter 1-2 ft adalah 0,3 menit ; yang berdiameter 2-3 ft adalah 2,5 menit ; sedangkan waktu yang dibutuhkan untuk merobohkan per ft diameter pepohonan yang mempunyai diameter lebih dari 6 ft rata-rata diperkirakan 2,0 menit. Dengan persamaan di atas akan dihitung waktu yang diperlukan oleh bulldozer untuk membabat pepohonan tersebut: T = 20/2 + (10/2 x 0,3) + (5/2 x 2,5) + (6,5 x 4 / 2 x 2) = 10,0 + 1,5 + 6,25 + 26,0 = 43,75 menit/acre Berarti bulldozer Cat D7G tersebut memerlukan waktu 43,75 menit/acre untuk menyelesaikan pekerjaannya.

𝑻 = 𝑩 +𝑴𝟏𝑵𝟏 +𝑴𝟐𝑵𝟐 +⋯+𝑴𝒏𝑵𝒏 +𝑫𝑭

DOZING

Keterangan:

P : Produktivitas (m3 /menit)

q : Kapasitas bilah (m3)

V : Volume efektif bilah sesuai SAE Standard J1265 (m3)

a : blade fill factor

e : faktor koreksi kemiringan

E : Efisiensi waktu

Cm: cycle time (menit)

PRODUKTIVITAS

𝑷 =𝒒 𝒙 𝒆 𝒙 𝑬

𝑪𝒎

𝒒 = 𝑽 𝒙 𝒂

6

PRODUKTIVITAS

7

PRODUKTIVITAS

DOZING

Volume efektif straight blade sesuai SAE Standard J1265:

PRODUKTIVITAS

W

2H 0,4W

H

𝑽 = (𝟎, 𝟖 𝒙 𝑾 𝒙 𝑯𝟐)

CONTOH PERHITUNGAN ALAT GALI-DORONG-GARU

9

CONTOH SOAL

LAND CLEARING

PT Barahitam Cemerlang adalah salah satu tambang batubara yang baru saja memasuki tahap eksploitasi dan akan melakukan kegiatan land clearing untuk lahan seluas 1.000 hektare supaya dapat melanjutkan ke tahap berikutnya, yaitu tahap produksi. Untuk kegiatan land clearing ini, PT Barahitam Cemerlang berencana untuk menggunakan alat garu dorong bulldozer CAT D8R yang sesuai dengan karakteristik vegetasi dan bebatuan yang ada di WIUP-nya. Berdasarkan hasil survei dan studi literatur, diameter vegetasi rata-rata adalah 18 cm. untuk land clearing kategori ini kecepatan rata-rata bulldozer adalah 4,5 km/jam, width of cut sekitar 50% dari lebar yang tercantum pada spesifikasi alat, dan efisiensi kerja sebesar 82,5%. Pertanyaan: a) Termasuk kategori land clearing yang manakah aktivitas land clearing PT Barahitam

Cemerlang? Dapatkah digunakan bulldozer CAT D8R dengan tipe bilah universal pada aktivitas tersebut? Jelaskan!

b) Hitunglah produktivitas land clearing sebuah bulldozer CAT D8R ini dalam hektare/jam! c) Berapa jam waktu yang dibutuhkan untuk kegiatan land clearing PT Barahitam Cemerlang?

Kategori Land Clearing

LAND CLEARING

Diketahui: A = luas lahan yang akan dibersihkan = 1.000 hektare d = diameter rata-rata vegetasi = 18 cm Selanjutnya, untuk menentukan kategori, lihat Caterpillar Handbook.

LAND CLEARING

= 18 cm

Kategori Land Clearing

LAND CLEARING

Jawaban: Berdasarkan, Caterpillar Handbook kegiatan land clearing PT Batuhitam Cemerlang termasuk kategori Intermediate Clearing. Sehingga, dapat dilakukan land clearing dengan menggunakan bulldozer CAT D8R dengan bilah universal.

Produktivitas

LAND CLEARING

Diketahui: va = kecepatan rata-rata bulldozer = 4,5 km/jam wb = blade width = 4,26 m wc = width of cut = 50% dari blade width = 50% x 4,26 m = 2,13 m Ditanyakan: Produktivitas (hektare/jam) ...? Jawab:

D8R

𝑷 = 𝒘𝒄 𝒙 𝒗𝒂 𝒙 𝑬

𝑷 = 𝟐, 𝟏𝟑 𝒎 𝒙 𝟒, 𝟓𝒌𝒎

𝒋𝒂𝒎𝒙 𝟖𝟐, 𝟓% 𝒙

𝟏𝟎𝟎𝟎 𝒎

𝒌𝒎

𝑷 = 𝟕. 𝟗𝟎𝟎𝒎𝟐

𝒋𝒂𝒎 𝒙

𝒉𝒂

𝟏𝟎. 𝟎𝟎𝟎 𝒎𝟐 = 𝟎, 𝟕𝟗 𝒉𝒂/𝒋𝒂𝒎

Produktivitas

LAND CLEARING

Menggunakan nomograf • Beri tanda pada kecepatan rata-

rata bulldozer • Beri tanda pada width of cut • Tarik garis lurus melalui kecepatan

rata-rata bulldozer dan width of cut • Didapatkan nilai produktivitas

bulldozer untuk land clearing

Waktu

LAND CLEARING

Diketahui: A = luas lahan yang akan dibersihkan = 1.000 hektare P = produktivitas bulldozer = 0,79 hektare/jam Ditanyakan: Waktu yang dibutuhkan untuk land clearing (jam) ...? Jawab:

𝒕 =𝑨

𝑷

𝒕 =

𝟏. 𝟎𝟎𝟎 𝒉𝒂

𝟎, 𝟕𝟗 𝒉𝒂/𝒋𝒂𝒎= 𝟏. 𝟐𝟔𝟒, 𝟔 𝒋𝒂𝒎

CONTOH SOAL

DOZING

Sebuah bulldozer dengan kekuatan mesin 180 HP memiliki bilah bertipe U-tilt berukuran 4,2 m x 1,8 m (W x H). Bagian bilah yang miring memiliki lebar 1,2 m dengan sudut 30o. Material yang digali adalah tanah liat berpasir dengan swell factor 80%. Kecepatan maksimum pada gigi-1 maju adalah 3 km/jam dan gigi-1 mundur adalah 3,5 km/jam, waktu tetap untuk pergantian gigi adalah 0,2 menit. Pemindahan tanah yang akan dilakukan adalah sebesar 500 BCM/jam dengan jarak dorong 50 m dengan kondisi jalan menanjak 10% ketika dilakukan gali-dorong. Efisiensi kerja sebesar 83% dan blade fill factor sebesar 0,7. Hitunglah: a) Kapasitas bilah bulldozer tersebut. b) Produktivitas bulldozer tersebut. c) Jumlah bulldozer yang dibutuhkan.

Kapasitas Bilah

DOZING

Diketahui: W = lebar bilah = 4,2 m H = tinggi bilah = 1,8 m Z = lebar bagian bilah yang miring = 1,2 m α = sudut bagian bilah miring = 30o

Sesuai dengan rumus dari SAE Standard J1265, 𝑽 = (𝟎, 𝟖 𝒙 𝑾 𝒙 𝑯𝟐) + (𝒁 𝐭𝐚𝐧 ∝𝒙 𝑯 𝒙 𝑾 − 𝒁 )

Kapasitas Bilah

DOZING

Jawab: Sesuai dengan rumus dari SAE Standard J1265, 𝑽 = 𝟎, 𝟖 𝒙 𝑾 𝒙 𝑯𝟐 + 𝒁 𝐭𝐚𝐧 ∝𝒙 𝑯 𝒙 𝑾 − 𝒁

W Z

2H 0,4W

H

𝑽 = 𝟎, 𝟖 𝒙 𝟒, 𝟐 𝒎 𝒙 𝟏, 𝟖𝟐 𝒎𝟐 +

𝟏, 𝟐 𝒎 𝐭𝐚𝐧𝟑𝟎𝒐 𝒙 𝟏, 𝟖 𝒎 𝒙 𝟒, 𝟐 − 𝟏, 𝟐 𝒎

𝑽 = 𝟏𝟎, 𝟗 𝒎𝟑 + 𝟑, 𝟕 𝒎 𝟑

𝑽 = 𝟏𝟒, 𝟔 𝒎𝟑

Produktivitas

DOZING

Diketahui: V = kapasitas bilah = 14,6 m3

Z = waktu tetap (gear shifting) = 0,2 menit vF = kecepatan maju = 3,0 km/jam vR = kecepatan mundur = 3,5 km/jam D = jarak lintasan = 50 m g = kemiringan lintasan = 10% E = efisiensi kerja = 83% a = blade fill factor = 0,7 Jawab: Cari terlebih dahulu cycle time-nya. 𝑪𝒎 =

𝑫

𝑽𝑭+

𝑫

𝑽𝑹+ 𝐙

Produktivitas

DOZING

Jawab: Cari terlebih dahulu cycle time-nya. 𝑪𝒎 =

𝑫

𝑽𝑭+

𝑫

𝑽𝑹+ 𝐙

=𝟓𝟎 𝒎

𝟑 𝒌𝒎/𝒋𝒂𝒎 𝒙

𝟏 𝒌𝒎

𝟏𝟎𝟎𝟎 𝒎 𝒙

𝟔𝟎 𝒎𝒆𝒏𝒊𝒕

𝟏 𝒋𝒂𝒎+

𝟓𝟎 𝒎

𝟑, 𝟓 𝒌𝒎/𝒋𝒂𝒎 𝒙

𝟏 𝒌𝒎

𝟏𝟎𝟎𝟎 𝒎 𝒙𝟔𝟎 𝒎𝒆𝒏𝒊𝒕

𝟏 𝒋𝒂𝒎+ 𝟎, 𝟐 𝒎𝒆𝒏𝒊𝒕

= 𝟏, 𝟎 𝒎𝒆𝒏𝒊𝒕 + 𝟎, 𝟖𝟔 𝒎𝒆𝒏𝒊𝒕 + 𝟎, 𝟐 𝒎𝒆𝒏𝒊𝒕

= 𝟐, 𝟎𝟔 𝒎𝒆𝒏𝒊𝒕

Produktivitas

DOZING

Jawab: Tentukan pengaruh kemiringan ketika mendorong. e = 0,85 Hitung produktivitasnya.

𝑷 =𝒒 𝒙 𝒆 𝒙 𝑬

𝑪𝒎

𝒒 = 𝑽 𝒙 𝒂 = 𝟏𝟒, 𝟔 𝒎𝟑𝒙 𝟎, 𝟕 = 𝟏𝟎, 𝟐 𝒎𝟑

𝑷 =𝟏𝟎, 𝟐 𝒎𝟑 𝒙 𝟎, 𝟖𝟓 𝒙 𝟎, 𝟖𝟑

𝟐, 𝟎𝟔 𝒎𝒆𝒏𝒊𝒕 𝒙

𝟔𝟎 𝒎𝒆𝒏𝒊𝒕

𝟏 𝒋𝒂𝒎

𝑷 = 𝟐𝟏𝟎, 𝟕 𝒎𝟑/𝒋𝒂𝒎

Jumlah Alat

DOZING

Diketahui: P = produktivitas bulldozer = 210,7 m3/jam PT = target produksi = 500 BCM/jam I = swell factor = 0,8 Jawab:

𝒏 =𝑷𝑻

𝑷 𝒙 𝑰

𝒏 =𝟓𝟎𝟎 𝑩𝑪𝑴/𝒋𝒂𝒎

𝟐𝟏𝟎, 𝟕 𝑳𝑪𝑴/𝒋𝒂𝒎𝒙

𝑳𝑪𝑴

𝟎, 𝟖 𝑩𝑪𝑴

𝒏 = 𝟐, 𝟗𝟕 𝒃𝒖𝒍𝒍𝒅𝒐𝒛𝒆𝒓

𝒏 ≈ 𝟑 𝒃𝒖𝒍𝒍𝒅𝒐𝒛𝒆𝒓

CONTOH SOAL

RIPPING AND DOZING

PT Tin Jaya berencana menggunakan bulldozer Komatsu D155A-5 tipe bilah semi-U sistem TORQFLOW yang dilengkapi dengan alat garu (giant ripper) untuk tugas penggaruan sekaligus penggusuran pada batuan penutup tambang timah primernya yang berupa granit. Berdasarkan pengujian oleh engineer-nya seismic velocity batuan penutup sekitar 1.500 m/s. Jarak garu rata-rata 30 m menggunakan gigi-1 untuk maju dan mundur dengan spasi penggaruan 2 m. Swell factor batuan 0,8 dan blade fill factor setelah batuan digaru adalah 0,6. Berdasarkan pengalaman dan kondisi lapangan, didapatkan data efisiensi sebagai berikut: Efisiensi waktu 0,83 Efisiensi operator 0,85 Efisiensi kondisi kerja 0,8 Pertanyaan: a) Dapatkah digunakan bulldozer Komatsu D155A-5 dengan Giant Ripper pada aktivitas

tersebut? Jelaskan! b) Hitunglah produktivitas penggaruan! Hitunglah produktivitas penggusuran! c) Hitunglah produktivitas gabungan (penggaruan kemudian penggusuran)!

Apakah Material dapat Digaru?

RIPPING AND DOZING

Diketahui: vs = seismic velocity material = 1.500 m/s Material berupa batu granit Selanjutnya, lihat Komatsu Handbook.

26

RIPPING AND DOZING

Apakah Material dapat Digaru?

RIPPING AND DOZING

Jawab: Berdasarkan grafik seismic velocity batuan terhadap performa penggaruan pada Komatsu Handbook, didapatkan bahwa bulldozer Komatsu D155A-5 dengan Giant Ripper dapat digunakan untuk kegiatan penggaruan.

Produktivitas Penggaruan

RIPPING AND DOZING

Diketahui: D = jarak penggaruan = 50 m s = spasi penggaruan = 2 m Et = efisiensi waktu = 0,83 Eo = efisiensi operator = 0,85 Ew = efisiensi kondisi kerja = 0,8 Cari juga spesifikasi teknis alat dari Komatsu Handbook.

Produktivitas Penggaruan

RIPPING AND DOZING

Kecepatan

Produktivitas Penggaruan

RIPPING AND DOZING

Kedalaman penggaruan

Produktivitas Penggaruan

RIPPING AND DOZING

Diketahui: D = jarak penggaruan = 50 m s = spasi penggaruan = 2 m Et = efisiensi waktu = 0,83 Eo = efisiensi operator = 0,85 Ew = efisiensi kondisi kerja = 0,8 Spesifikasi teknis alat dari Komatsu Handbook: vF = kecepatan maju bulldozer = 3,7 km/jam vR = kecepatan mundur bulldozer = 5,0 km/jam h = kedalaman penggaruan = 1,22 m

Produktivitas Penggaruan

RIPPING AND DOZING

Jawab: Volume penggaruan

𝑽 = 𝑫 𝒙 𝒔 𝒙 𝒉

𝑽 = 𝟓𝟎 𝒎 𝒙 𝟐 𝒎 𝒙 𝟏, 𝟐𝟐 𝒎

𝑽 = 𝟏𝟐𝟐 𝒎𝟑

Produktivitas Penggaruan

RIPPING AND DOZING

Jawab: Cycle time penggaruan

𝑪𝒎 =𝑫

𝑽𝑭+

𝑫

𝑽𝑹+ 𝐙

=𝟓𝟎 𝒎

𝟑, 𝟕 𝒌𝒎/𝒋𝒂𝒎 𝒙

𝟏 𝒌𝒎

𝟏𝟎𝟎𝟎 𝒎 𝒙

𝟔𝟎 𝒎𝒆𝒏𝒊𝒕

𝟏 𝒋𝒂𝒎+

𝟓𝟎 𝒎

𝟓 𝒌𝒎/𝒋𝒂𝒎 𝒙

𝟏 𝒌𝒎

𝟏𝟎𝟎𝟎 𝒎 𝒙𝟔𝟎 𝒎𝒆𝒏𝒊𝒕

𝟏 𝒋𝒂𝒎+ 𝟎, 𝟎𝟓 𝒎𝒆𝒏𝒊𝒕

= 𝟎, 𝟖𝟏 𝒎𝒆𝒏𝒊𝒕 + 𝟎, 𝟔𝟎 𝒎𝒆𝒏𝒊𝒕 + 𝟎, 𝟎𝟓 𝒎𝒆𝒏𝒊𝒕

= 𝟏, 𝟒𝟔 𝒎𝒆𝒏𝒊𝒕

Produktivitas Penggaruan

RIPPING AND DOZING

Jawab: Produktivitas

𝑷𝑹 =𝑽 𝒙 𝑬

𝑪𝒎

=𝟏𝟐𝟐 𝒎𝟑 𝒙 𝟎, 𝟖𝟑 𝒙 𝟎, 𝟖𝟓 𝒙 𝟎, 𝟖

𝟏, 𝟒𝟔 𝒎𝒆𝒏𝒊𝒕 𝒙

𝟔𝟎 𝒎𝒆𝒏𝒊𝒕

𝟏 𝒋𝒂𝒎

= 𝟐. 𝟖𝟐𝟗, 𝟕 𝒎𝟑/𝒋𝒂𝒎

= 𝟐. 𝟖𝟐𝟗, 𝟕 𝑩𝑪𝑴/𝒋𝒂𝒎

Produktivitas Penggusuran

RIPPING AND DOZING

Kapasitas bilah Semi-U Tilt

Produktivitas Penggusuran

RIPPING AND DOZING

Diketahui: D = jarak penggaruan = 50 m Et = efisiensi waktu = 0,83 Eo = efisiensi operator = 0,85 Ew = efisiensi kondisi kerja = 0,8 Spesifikasi teknis alat dari Komatsu Handbook: vF = kecepatan maju bulldozer = 3,7 km/jam vR = kecepatan mundur bulldozer = 5,0 km/jam q1 = kapasitas bilah = 8,8 m3

a = blade fill factor = 0,6

Produktivitas Penggusuran

RIPPING AND DOZING

Jawab:

𝑷𝑫 =𝒒𝟏 𝒙 𝒂 𝒙 𝑬

𝑪𝒎

=𝟖, 𝟖 𝒎𝟑 𝒙 𝟎, 𝟔 𝒙 𝟎, 𝟖𝟑 𝒙 𝟎, 𝟖𝟓 𝒙 𝟎, 𝟖

𝟏, 𝟒𝟔 𝒎𝒆𝒏𝒊𝒕 𝒙

𝟔𝟎 𝒎𝒆𝒏𝒊𝒕

𝟏 𝒋𝒂𝒎

= 𝟏𝟐𝟐, 𝟒𝟕 𝒎𝟑/𝒋𝒂𝒎

𝑷𝑫 = 𝟏𝟐𝟐, 𝟒𝟕𝑳𝑪𝑴

𝒋𝒂𝒎 𝒙 𝟎, 𝟖

𝑩𝑪𝑴

𝑳𝑪𝑴= 𝟗𝟕, 𝟗𝟖 𝑩𝑪𝑴/𝒋𝒂𝒎

Produktivitas Gabungan (Penggaruan kemudian Penggusuran)

RIPPING AND DOZING

Diketahui: PR = produktivitas penggaruan = 2.829,7 BCM/jam PD = produktivitas penggusuran = 97,98 BCM/jam Jawab: Menurut Komastu Handbook,

𝑷𝑹𝑫 =𝑷𝑹 𝒙 𝑷𝑫

𝑷𝑹 + 𝑷𝑫

𝑷𝑹𝑫 =𝟐. 𝟖𝟐𝟗, 𝟕 𝑩𝑪𝑴 𝒋𝒂𝒎 𝒙 𝟗𝟕, 𝟗𝟖𝑩𝑪𝑴 𝒋𝒂𝒎

𝟐. 𝟖𝟐𝟗, 𝟕 𝑩𝑪𝑴 𝒋𝒂𝒎 + 𝟗𝟕, 𝟗𝟖 𝑩𝑪𝑴 𝒋𝒂𝒎 = 𝟗𝟒, 𝟕 𝒎𝟑 𝒋𝒂𝒎

TERIMA KASIH

39