3. DASAR TEORI

3.1. Rancangan Lubang MajuLubang maju adalah lubang bukaan yang mengarah langsung ke lokasi terdapatnya endapan bahan galian bijih yang nantinya akan digunakan sebagai jalan masuk pekerja tambang ke lokasi penambangan terdapatnya bijih (Ore) dan juga sebagai jalan mengeluarkan hasil produksi penambangan ke permukaan ataupun ketempat penampungan (Tibri, 2008). Sebelum dilakukannya penggalian lubang maju, secara umum harus diketahui rancangan penggalian. 3.2. PeledakanPeledakan merupakan proses untuk melepaskan batuan atau mineral yang pada umumnya mempunyai kekerasan yang sedang sampai dengan massif, selain itu kegiatan peledakan dilakukan untuk membongkar batuan dari batuan induknya sesuai dengan ukuran yang diinginkan alat peremuk batuan, yaitu kurang dari 50 cm.Adapun tujuan utama dari suatu operasi peledakan yaitu, untuk mendapatkan suatu tingkatan fragmentasi tertentu di samping pemindahan batuan berhasil atau tidaknya suatu peledakan dapat dilihat dari hasil produk dan ditinjau dari segi jumlah fragmentasi dan aman tanpa menimbulkan suatu yang tidak diinginkan atau bisa disebut kecelakaan. Peledakan yang digunakan di perusahaan, disesuaikan dengan kekerasan batuan dan besar batuan.Bahan peledak adalah bahan atau zat yang berbentuk padat, cair atau campurannya, yang apabila dikenai suatu aksi berupa panas, benturan atau gesekan akan berubah secara kimiawi menjadi zat-zat ain yang sebagian besar atau seluruhnya berbentuk gas, dan perubahan tersebut berlangsung dalam waktu yang sangat singkat, disertai efek panas dan tekanan yang sangat tinggi. (Keppres RI No. 5 Tahun 1988).

3.2.1. Mekanisme Pecahnya BatuanMenurut (Konya, 1991), Suatu batuan yang pecah akibat dari bahan peledak akan mengalami beberapa tingkat dalam prosesnya. Dimana proses tersebut dibagi menjadi 3 tingkat, yaitu :1. Proses pemecahan tingkat IKetka bahan peledak yang berada dalam lubang ledak meledak, maka akan menimbulkan tekanan yang tinggi di sekitar lubang ledak. Gelombang kejut yang dihasilkan dari peledakan tersebut akan merambat dengankecepatan 3000-5000 m/s sehingga akan mengakibatkan tegangan yang memiliki arah tegak lurus dengan dinding lubang ledak. Dari tegangan tersebut maka akan menimbulkan rekahan radial yang merambat di sekitar lubang tembak. Rekah menjari pertama terjadi dalam waktu 1 2 ms.

Gambar 3.1. Mekanisme pecahnya batuan tingkat I (Konya, 1991)2. Proses pemecahan tingkat IITekanan yang dihasilkan dari proses pemecahan tingkat I akan menimbulkan gelombang kejut dan akan bernilai positif. Bila gelombang kejut tersebut akan mencapai bidang bebas maka akan dipantulkan kembali sehingga tekanan akan turun dan bernilai negatif kemudian akan merambat kembali ke dalam batuan. Suatu batuan akan memiliki ketahanan lebih tinggi terhadap tekanan daripada tarikan, sehingga dari gelombang tarik tersebut akan menimbulkan suatu rekahan-rekahan di dalam batuan.

Gambar 3.2. Mekanisme pecahnya batuan tingkat II (Konya, 1991)3. Proses pemecahan tingkat IIIAkibat tekanan yang sangat tinggi dari gas-gas hasil peledakan tersebut maka rekahan-rekahan yang telah terbentuk pada tingkat I dan II akan semakin cepat melebar. Apabila suatu masaa batuan didepan lubang ledak gagal dalam mempertahankan posisinya bergerak ke depan maka tegangan tekan tinggi yang berada di dalam batuan akan dilepas. Efek dari terlepasnya batuan tersebut akan menimbulkan tegangan tarik tinggi sebagai kelanjutan dari proses tingkat II. Rekahan yang terbentuk akibat dari proses tingkat II akan menyebabkan bidang-bidang lemah untuk memulai reaksi-reaksi fragmentasi utama ada proses peledakan.

Gambar 3.3. Mekanisme pecahnya batuan tingkat III (Konya, 1991)3.2.2. Sejarah Bahan PeledakSejarah bahan peledak komersial yang sekarang banyak diproduksi dan dijual berasal dari penemuan dan pengembangan dari black powder sedangkan penemu black powder adalah campuran NaNo3 + C + S atau orang yang pertama kali menggunakan black powder sampai sekarang tidak diketahui, catatan atau dokumen pertama mengenai salt peter atau nitrat yang merupakan bahan dasar dari black powder ditemukan pada abad ke 13 dan ditulis oleh orang arab, bahkan sebelum itu kira-kira abad ke 10 orang-orang cina telah menggunakan salt pater. Pada tahun 1242 Roger Balcom seorang biarawan inggris mnyebar luaskan. Pada dasarnya bahan peledak (eksplosive) terdiri dari campuran 3 bahan utama (Kramadibrata, ), yaitu :a. Zat kimia yang mudah bereaksi yang berfungsi sebagai bahan peledak dasar (eksplosive best) misalnya NG (Nitrogileshering, C3H5(No3)3, TNT (Trinitrowena, C6H2CH3(No3)3, Etilene Glyolnitrate C3H4(No3)2, dsbb. Oksidator berfungsi memberikan oksigen misalnya KClO3, NaClO3, NH4NO3, dsb.c. Zat penyerap/tambahan misalnya serbuk kayu, serbuk batubara, chalt (CaCo3) kiesel guhr (SiO2)

3.2.3. Klasifikasi dan Sifat-Sifat Bahan PeledakBahan peledak diklasifikasikan berdasarkan sumber energinya menjadi bahan peledak mekanik, kimia dan nuklir. Karena pemakaian bahan peledak dari sumber kimia lebih luas dibanding dari sumber energi lainnya, maka pengklasifikasian bahan peledak kimia lebih intensif diperkenalkan. Pertimbangan pemakaiannya antara lain, harga relatif murah, penanganan teknis lebih mudah, lebih banyak variasi waktu tunda (delay time) dan dibanding nuklir tingkat bahayanya lebih rendah. Bahan peledak permissible dalam klasifikasi di atas perlu dikoreksi karena tidak semua merupakan bahan peledak lemah. Bahan peledak permissible digunakan khusus untuk memberaikan batubara ditambang batubara bawah tanah dan jenisnya adalah blasting agent yang tergolong bahan peledak kuat Sampai saat ini terdapat berbagai cara pengklasifikasian bahan peledak kimia, namun pada umumnya kecepatan reaksi merupakan dasar pengklasifikasian tersebut. Menurut (R.L. Ash, 1962), bahan peledak kimia dibagi menjadi. Bahan peledak kuat (high explosive) Bila memiliki sifat detonasi atau meledak dengan kecepatan reaksi antara 5.000 24.000 fps (1.650 8.000 m/s) Bahan peledak lemah (low explosive) Bila memiliki sifat deflagrasi atau terbakar kecepatan reaksi kurang dari 5.000 fps (1.650 m/s).Klasifikasi bahan peledak menurut (Mike Smith, 1988; Kramadibrata, ) yaitu :1. Bahan peledak kuat contohnya TNT, Dinamite, Gelatine2. Agen Peledakan contohnya ANFO, Slurries, Emulsi, Hybrid ANFO, Slurry mixtures3. 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 piercing3.2.4. Sifat-Sifat Bahan PeledakSifat bahan peledak mempengaruhi hasil peledakan (Tim Pengelola IWPL Pertambangan Umum (ITB), 1996), diantaranya yaitu : 1. Kekuatan (Strength), Kekuatan suatu bahan peledak berkaitan dengan kandungan energi yang dimiliki oleh bahan peledak tersebut dan merupakan ukuran kemampuan bahan peledak tersebut untuk melakukan kerja, biasanya dinyatakan dalam %. Sifat-sifat bahan peledak antara lain adalah:2. Kecepatan DetonasiKecepatan Detonasi (velocity of detonation = VOD) merupakan kecepatan gelombang detonasi yang menerobos sepanjang kolom isian bahan peledak, dinyatakan dalam meter/detik. kecapatannya tergantung dari : jenis bahan peledak (ukuran butir, bobot isi), diameter dodol (diameter lubang ledak).3. Kepekaan (Sensivity)Kepekaan (Sensivity) adalah ukuran besarnya impuls yang diperlukan oleh bahan peledak untuk mulai bereaksi dan menyebarkan reaksi peledakan keseluruh isian. Kepekaan ini tergantung pada : komposisi kimia, ukuran butir, bobot isi, pengaruh kandungan air, dan temperatur.Bobot Isi Bahan Peledak (density) adalah perbandingan antara berat dan volume bahan peledak, dinyatakan dalam gr/cm3. Bobot isi ini biasanya dinyatakan dalam specific gravity (SG). stick count (SC) atau loading density (de)Tekanan Detonasi (Detonation Pressure) Tekanan Detonasi (Detonation Pressure) merupakan penyebaran tekanan gelombang ledakan dalam kolom isian bahan peledak, dinyatakan dalam kilobar (kb)4. Densitas Densitas (Density) yaitu angka yang menyatakan perbandingan berat per volume atau sering disebut sebagai nisbah kerapatan bahan peledak terhadap kerapatan air pada kondisi baku (standar). Berat jenis bahan peledak komersial adalah antara 0,6 1,7 atau cartridge count antara 233 82. 5. Ketahanan terhadap air (water resistence)Ketahanan bahan peledak terhadap air adalah ukuran dari kemampuan suatu bahan peledak berada dalam air dengan tidak merusak atau merubah kepekaannya (sensitivity).

6. Tekanan detonasi (Detonation pressure)Tekanan detonasi adalah funsi dari kecepatan detonasi dan densitas suatu bahan peledak, merupakan ukuran tkanan di dalam gelombang detonasi (detonation wave).Hubungan kecepatan detonasi dengan kerapatan adalah kompleks dan tergantung dari bahan-bahan yang terkandung dari suatu bahan peledak. Secara matematis, R.A. Dick membuat suatu formula mengenai besarnya tekanan detonasi pada suatu lubang bor dengan persamaan (Tim Pengelola IWPL, 1996), yaitu : (persamaan 3.1)7. Karekteristik gas (Fumes characteristic)Didalam pekerjaan tambang bawah tanah atau dalam pekerjaan ruang tertutup terdapat gas-gas beracun yang dihasilkan setelah melakukan kegiatan peledakan, jenis gas yang dihasilkan ini terbagi dalam dua sifat yaitu fumes dan Smoke. Fumes merupakan gas-gas hasil peledakan yang bersifat beracun dan berwarna kuning seperti gas monoksida (CO), dan nitrogen oksida (NO2). Sedangkan smoke merupakan sifat gas yang tidak beracun karena hanya merupakan uap dan asap berwarna putih hasil dari peledakan.3.2.5. Jenis-Jenis Bahan PeledakJenis-jenis bahan peledak yang digunakan untuk pembuatan terowongan dan proses penambangan pada tambang bawah tanah (Tim Pengelola IWPL, 1996), yaitu : 1. Blasting agent, yaitu bahan peledak yang merupakan suatu campuran kimiawi atau komposisi kimia dari bahan-bahan yang tak mengandung Nitrogliserin dan hanya dapat diledakkan oleh High strength ecplosive primer. Sifat-sifatnya yang mengentungkan adalah lebih aman dalam faktor pengangkuta karena tidak mengandung Nitrogliserin, tidak membuat rasa pusing akibat baunya, dapat dipaket dalam satu tabung metal sehingga tahan terhadap air dan harganya lebih murah. 2. Permissible Explosive, yaitu bahan peledak yang khusus dipakai pada tambang bawah tanah, misalnya tambang batubara. Bahan peledak ini tidak mengandung gas-gas beracun, mengandung 60-80% Amonium Nitrate dan 7-15% Nitrogliserin. Syarat-syarat untuk permissible explosive adalah : a. Api peledakannya kecil dan peledakan berlangsung cepat b. Temperatur peledakan relatif rendah c. Tidak menghasilkan gas-gas beracun. 3. Water gels (slurries), yaitu campuran oxidizer seperti sodium nitrat dan ammonium nitrat, bahan bakar sebagai sensitizer dan air kurang lebih 15%. Water gels sangat cocok digunakan pada tambang bawah tanah oleh karena ketahanannya terhadap air. Kelebihan lain water gels adalah: a. Tidak meledak bila dibanting ataupun diledakkan secara tiba-tiba b. Tidak meledak bila dipanaskan ataupun dibakar tetapi akan mengeluarkan asap dengan tekanan tinggi c. Setelah ledakan uap atau asap ledakannya lebih sedikit bila dibandingkan dengan ANFO atau Dinamit. 4. Dinamit, terdiri dari granular dinamit, semi gelatin dan gelatir dinamit.3.3. Metode Penggalian Terowongan Dalam penggalian terowongan ada beberapa metode yang umum digunakan,akan tetapi metode penggalian terowongan yang akan dipilih disesuaikan oleh keadaaan alam sekitar dengan segala pertimbangan dan analisis, (Rai Made Astawa, 1994), membagi beberapa metode penggalian terowongan yang biasa diterapkan dilapangan sebagai berikut :a. Metode full faceMetode full face adalah suatu cara dimana seluruh penampang terowongan digali secara bersamaan. Metode ini sangat cocok untuk terowongan yang mempunyai ukuran penampang melintang kecil hingga terowongan dengan diameter 3 meter. Cara penggaliannya yaitu dimana seluruh bidang muka setelah dibor untuk tempat detonator kemudian diledakkan seluruh bidang muka. Ini umumnya dilakukan pada adit yang mempunyai diameter kecil yaitu kurang dari 10 feet.b. Metode Heading and BenchMetode Heading and Bench adalah cara penggalian dimana bagian atas penampang terowongan digali terlebih dahulu sebelum bagian bawah penampangnya. Setelah penggalian bagian atas mencapai panjang 3 3,5 meter (heading), penggalian bawah penampang dikerjakan ( bench cut) sampai membentuk penampang terowongan yang diinginkan. Ini diterapkan bila bridging capacity rendah terutama pada adit yang mempunyai diameter besarc. Metoda DriftMetode drift adalah suatu metode yang menggali terlebih dahulu sebuah lubang bukaan berukuran kecil sepanjang lintasan terowongan yang kemudian diperbesar sampai membentuk penampang yang direncanakan. d. Pillot TunnelPilot tunnel digali paralel pada jarak kurang lebih 25 meter dari sumbu terowongan yang akan direncanakan dengan ukuran 2 x 2 m2 3 x 3 m2. Penggalian pada terowongan utama sendiri dilakukan dengan metode drift. Pilot tunnel adalah cara terbaik untuk menyelidiki lokasi terowongan dan harus digunakan bila terowongan berukuran besar akan dilaksanakan pada jalur yang mempunyai kondisi geologi yang kritis. Degan membuat pilot tunnel maka berbagai masalah yang akan ditemui pada pelaksanaan penggalian pada skala yang lebih besar dapat diantisipasi sedini mungkin.3.4. Jenis-Jenis Cut Jenis-jenis cut pada perencanaan geometri pemboran dan peledakan dibagi menjadi beberapa bagian (Bhandari Sushil, 1997), yaitu :a. Center cut disebut juga pyramid atau diamond cut. Empat atau enam lubang dengan diameter yang sama dibor kearah satu titik, sehingga berbentuk pyramid. Puncak pyramid di bagian dalam dilebihkan sekitar 15 cm (6 inchi) dari kedalaman seluruh lubang bor yang ada. Dengan meledakkan center cut ini secara serentak akan terbentuk bidang bebas baru bagi lubang-lubang ledak disekitarnya. Center cut sangat efektif untuk batuan kuat, tetapi konsumsi bahan peledak banyak dan mempunyai efek getaran tinggi yang disertai oleh lemparan batu-batu kecil.

Gambar 3.4. Pola pemboran center cut (Bhandari Sushil, 1997)b. V Cut disebut juga Wedge-cut, angled cut atau cut berbentuk baji: setiap pasang empat atau enam lubang dengan diameter yang sama dibor kearah satu titik, tetapi lubang bor antar pasangan sejajar, sehingga berbentuk baji.Pola pemboran tipe ini lebih mudah dibandingkan dengan pola pemboran tipe pyramid cut, tetapi kurang efektif untuk meledakkan batuan keras

Gambar 3.5. Pola pemboran V-Cut (Bhandari Sushil, 1997)c. Fan cut atau pola kipas: bentuknya mirip dengan V-cut, yaitu berbentuk baji. Perbedaannya terletak pada posisi bajinya tidak ditengah-tengah bukaan. Cara membuatnya adalah lubang dibor miring untuk membentuk rongga dilantai atau dinding. Pemboran untuk membuat rongga dari bagian dinding disebut juga denga fan cut atau cut kipas.

Gambar 3.6. Pola pemboran fan cut (Bhandari Sushil, 1997)d. Burn cut disebut juga dengan cylinder cut. Pola ini sangat cocok untuk batuan yang keras dan regas seperti batu pasir (sandstone) atau batuan beku. Pola ini tidak cocok untuk batuan berlapis, namun demikian, dapat disesuaikan dengan berbagai variasi.

Gambar 3.7. Pola pemboran burn cut (Bhandari Sushil, 1997)3.5. Perhitungan Muatan Bahan Peledak Pada TerowonganKarena peledakan terowongan dilakukan pada ruangan yang terbatas dan lebih sukar maka diperlukan specific charge yang cukup tinggi. Untuk meyederhanakan dalam perhitungan maka face terowongan dibagi menjadi lima bagian (Gambar 3.8) A sampai E.

Gambar 3.8. Diagram pembagian muka terowongan (Iverson R. S, 2013)Perhitungan jumlah muatan pada setiap pembagian terowongan dimulai dari perhitungan pada : a. Jumlah muatan pada cut (A) :Besar muatan pada segiempat pertama Menurut (langefors dan kihiation, 1963), hubungan antara konsentrasi muatan (I), jarak maksimum antar lubang (B) dan diameter dari lubang kosong () dapat dirumuskan dengan persamaan (Iverson, 2013) : I = 1,5 (V/)1/2 (V-/2)(persamaan 3.2)Dimana :I = konsentrasi muatan (kilogram/meter)V= besar muatan antar lubang (kilogram)= Diameter lubang kosong (meter)Besar muatan pada segiempat kedua dan selanjutanya dapat di hitung dengan rumus sebagai berikut (Iverson, 2013) :I = 540 D. c. B/SAnfo (persamaan 3.3)Dimana :I = Konsentrasi muatan (kilogram/meter)D= diameter lubang kosong (meter)c= rock constantB= Burden (meter)SAnfo= relative weight Terhadap anfo (meter3)Jumlah muatan pada setiap cut dapat ditentukan dengan perhitungan sebagai berikut (Iverson, 2013) :Qc= Ic x hc(persamaan 3.4) Dimana :Qc= total muatan bahan peledak, (kilogram)Ic= konsentrasi muatan, (kilogram/meter)hc= Panjang lubang muatan bahan peledak (meter)b. Jumlah muatan pada stoping (B) dan (C) Stoping holes B dan C, dihitung tidak jauh berbeda dengan lifter holes. Stoping holes dengan pembongkaran kea rah atas dank e bawah dapat di hitung dengan rumus (Iverson, 2013) : F = 1,45S/B = 1,25 (persamaan 3.5)Konsentrasi muatan column (Ic) adalah sama dengan 50% konsentrasi muatan bottom (Ib) untuk kedua stoping di atas.c. Jumlah muatan pada contour (D)Konsentrasi muatan minimum per meter lubang adalah fungsi dari diameter lubang tembak. Untuk diameter lubang tembak sampai dengan 0,15 meter dapat dirumuskan dengan formula sebagai berikut (Iverson, 2013) :I = 90 d(persamaan 3.6)Dimana :I= konsentrasi muatan (kilogram/meter) D= diameter lubang kosong (meter)d. Jumlah muatan pada lifters (E)Panjang dari bottom charge (hb) yang dibutuhkan untuk membongkar toe sebagai berikut (Iverson, 2013) : hb = 1,25 BL(persamaan 3.7)panjang dari coloumn charge (hc) adalah (Iverson, 2013) :hc = H hb 10 d(persamaan 3.8)dimana :hb= bootom charge, (meter)hc= ccoloumn harge, (meter)H= panjang kolom isian bahan peledak, (meter)BL= Burden, (meter)d= diameter lubang kosong, (meter) konsentrasi muatan (Ic) adalah 70% dari konsentrasi muatan bottom charge. Dalam keadaan biasa untuk lifter holes ini dipergunakan Ic = Ib.3.6. Perencanaan Pola Peledakan Bawah Tanah Kegiatan peledakan bawah tanah memiliki beberapa tujuan (Nobel Dyno, ; Tim Pengelola IWPL Pertambangan Umum ITB, 1996), yaitu :a. Meledakkan batuan dengan tujuan yaitu mengambil material dalam operasi penambanganb. Meledakkan batuan dengan tujuan membuat suatu ruangan baik untuk gudang, jalan masuk tambang, terowongan dan sebagainya Dari kedua jenis kegiatan tersebut di atas pembuatan lubang bukaan merupakan bagian yang terpenting dari seluruh kegiatan. Pembuatan lubang bukaan umunya dibuat dengan arah mendatar, miring, dan vertical ke bawah maupun ke atas.3.6.1. Dasar-Dasar Peledakan Bawah TanahPeledakan didalam terowongan selalu dimulai dengan satu atau lebih peledakan pemula untuk menciptakan bidang bebas kedua, yaitu suatu lubang kosong pada permukaan terowongan yang akan ditembus. Lubang kosong ini disebut cut yang berfungsi sebagai bidang bebas terhadap peledakan berikutnya

Gambar 3.9. Jenis-jenis lubang ledak untuk peledakan terowongan (Nobel Dyno, .....,)Setelah bukaan cut terbentuk maka selanjutnya dibuat stopping ke arah cut, kemudian lubang kontur (contour holes) yang terdiri atas : lubang atap (roof holes), lubang dinding (wall holes) dan lubang lantai (floor holes) dibuat agak diserongkan keluar dari kontur (look out), sehingga terowongan yang dihasilkan mempunyai bentuk seperti yang direncanakan. Sebagai petunjuk look out tidak boleh melebihi harga (10 cm + 3 cm/m * kedalam lubang tembak).

Gambar 3.10. Look out (Olofsson S. O, 1990; Bhandari S, 1997)Konsumsi bahan peledak pada peledakan terowongan lebih besar daripada peledakan jenjang. Spesific charge adalah 3 sampai 10 kali lebih tinggi daripada spesific charge untuk peledakan jenajng. Cut yang biasa dipergunakan dalam pembuatan terowongan adalah circular cut atau large cut atau pararel cut untuk pemboran horisontal tegak lurus pada permukaan terowongan. Semua lubang dalam cut dibor pararel satu terhadap yang lain dan peledakan dilaksanakan ke arah lubang kosong yang bertindak sebagai bukaan. Pararel hole cut ini merupakan pengembangan dari burn cut. Cut dapat diledakkan disembarang tempat pada permukaan, tetapi harus diperhatikan bahwa letak cut mempengaruhi lemparan, konsumsi bahan peledak dan jumlah lubang ledak dalam round.Apabila letak cut dekat dengan dengan dinding mungkin dapat mengurangi jumlah lubang tembak dalam round, tetapi ada kelemahan-kelemahan lainnya. Untuk mendapatkan arah peledakkan ke depan dan tumpukkan di tengah, cut diletakkan ditengah-tengah penampang dan agak kebawah. Posisi ini akan menghasilkan lemparan yang dekat dan konsumsi bahan peledak lebih sedikit karena semua stoping ke arah bawah.Posisi cut yang tinggi akan memberikan kemudahan pemuatan hasil peledakan, tetapi konsumsi bahan peledak lebih tinggi karena banyak stoping ke arah atas. Umumnya letak cut adalah pada daerah deretan lubang tembak pertama di atas terowongan (lihat gambar 3.11).

Gambar 3.11. Letak cut pada permukaan terowonga (Olofsson S. O, 1990)

3.6.2. Large Hole CutCut yang umumnya dipakai pada saat ini adalah large hole cut, cut jenis ini terdiri dari satu atau lebih lubang kosong yang berdiameter besar, dikelilingi oleh lubang-lubang berdiameter kecil yang berisi muatan bahan peledak. Burden antara lubang-lubang ini dengan lubang kosong adalah kecil, selanjutnya lubang-lubang ledak diatur dalam segi empat yang mengelilingi bukaan (Gambar 3.15).

Gambar 3.12. Susunan lengkap lubang bor pada cut (Olofsson S. O, 1990; Bhandari S, 1997)Jumlah segiempat dalam cut dibatasi oleh ketentuan bahwa burden dalam segiempat terakhir tidak melebihi burden dari lubang stoping. Dalam merencanakan suatu cut, parameter-parameter penting yang harus diperhatikan adalah : Diameter lubang kosong Burden Charge concentrationSebagai tambahan, ketepatan pemboran adalah faktor yang sangat penting, terutama untuk lubnag-lubang ledak saling dekat dengan lubang besar/kosong. Parameter yang berpengaruh supaya kemajuan (advance) peledakan round berhasil dengan baik adalah diameter dari lubang besar/kosong. Makin besar diameter lubang kosong makin dalam round dapat dibor dan makin besar pula kemajuan yang mungkin diperoleh. Salah satu penyebab paling umum dari kemajuan yang kecil adalah diameter lubang kosong yang terlalu kecil dalam hubungannya dengan kedalaman lubang ledak.

Gambar 3.13. Grafik hasil peledakan sebagai fungsi dari letak dan diameter lubang ledak dan lubang kosong (Olofsson S. O, 1990)Parameter yang berpengaruh terhadap kemajuan (advance) peledakan round berhasil dengan baik adalah diameter lubang kosong. Makin besar diameter lubang kosong makin dalam round dapat dibor dan makin besar pula kemajuan yang mungkin diperoleh.Dari grafik 3.14. dapat dilihat bahwa kemajuan tambang dengan perkiraan 90% akan didapat untuk kedalaman lubang ledak 4 m dan satu lubang kosong berdiameter 127 mm. Apabila dipergunakan beberapa lubang kosong, maka harus dihitung dahulu diameter lubang samara (fiction diameter), dengan memakai rumus (Olofsson, 1990) :D = d(persamaan 3.9)Dimana:D = diameter lubang samarand = diameter lubang kosongn = jumlah lubang

3.6.2.1. Perhitungan Kemajuan Peledakan Dari grafik (Gambar 3.14), terlihat bahwa agar didapat peledakan yang berhasil dengan baik (cleaned blast), maka jarak antara lubang ledak dengan lubang kosong, tida boleh lebih besar daripada 1,5 lubang kosong. Apabila jaraknya lebih besar hanya akan menimbulkan kerusakan (breakage) dan jika jaraknya terlalu dekat ada kemungkinan lubang ledak bertemu dengan lubang besar kosong

Gambar 3.14. Grafik kemajuan per-round sebagai fungsi kedalaman lubang ledak untuk berbagai diameter lubang kosong (Olofsson S. O, 1990)Jadi posisi lubang ledak adalah sebagai berikut (Olofsson, 1990) : a = 1,5 (persamaan 3.10)Dimana : = jarak antara lubang besar dengan lubnag ledak (diukur dari pusat lingkaran) = diameter lubang besarJika beberapa lubang kosong yang dipergunakan maka a = 1,5 D (persamaan 3.11)Dimana : D = diameter lubang samaran3.6.2.2. Pemuatan Lubang Ledak Dalam Bujursangkar PertamaPemuatan harus dilakukan dengan teliti, jika muatan bahan peledak (charge concentration) dalam lubang tembak terlalu sedikit kemungkinan tidak akan memecah/membongkar batuan, sedangkan bila terlalu banyak akan mengakibatkan tidak terjadinya blow out melalui lubang kosong dan menyebabkan pemadatan kembali batuan yang telah dipecahkan. Akibatnya kemajuan yang besar tidak akan dicapai. Kebutuhan muatan bahan peledak untuk bermacam-macam jarak C-C (pusat ke pusat) anatara lubang kosong dan lubang ledak terdekat dapat dihitung menggunakan grafik (Gambar 3.15).

Gambar 3.15. Jumlah muatan bahan peledak sebagai fungsi jarak C-C (m) untuk berbagai diameter lubang bor (Olofsson S. O, 1990)3.6.2.3. Penentuan Untuk Bujursangkar SelanjutnyaCara perhitungan untuk n=bujur sangkar dalam cut yang tersisa adalah sama dengan bujursangkar pertama. Perbedaanya adalah peledakan ke arah bukaan segiempat sebagai ganti bukaan sirkular. Sudut ledakan (angle of break) sebaiknya jangan terlalu kecil. Dalam perhitungan burden (B) sama dengan lebar (W) dari bukaan: B = W (persamaan 3.12)Dimana :B= Burden, (meter)W= lebar, (Meter)Dengan memakai grafik pada (Gambar 3.16), dapat diperkirakan muatan bahan peledak minimum dan burden maksimum untuk bermacam-macam lebar bukaan. Muatan bahan peledak ini adalah muatan untuk semua kolom lubang tembak. Apabila diperlukan peledakan pada bagian dasar yang sulit diledakan (constricted bottom) harus digunakan muatan dasar yang besarnya dua kali charge concentration (lc) dan tingginya 1,5 B.

Gambar 3.16. Grafik jumlah muatan sebagai fungsi jarak pusat ke pusat lubang untuk berbagai diameter lubang bor (Olofsson S. O, 1990)3.6.2.4. Stemming CutPanjang kolom lubang bor yang tidak diisi bahan peledak diperlihatkan oleh persamaan berikut (Olofsson, 1990) :h0 = 0,5 B(persamaan 3.13)Dimana :h0 = Panjang kolom lubang yang tidak diisi bahn peledak, (meter)B = Burden, (meter)3.6.2.5. Menentukan Cut (Olofsson, 1990; Bhandari, 1997; Langefors, 1963; Tim Pengelola IWPL, 1996)a. Bujursangkar I (1st Square)

mm7689102127159

a mm110130150190230

W1 mm150180210270320

b. Bujursangkar II (2nd Square) B1 = W1 C C = 1,5 W1 W2 = 1,5 W1

mm7689102127159

W1 mm150180210270320

C C mm225270310400480

W2 mm320380440560670

c. Bujursangkar III (3rd Square) B2 = W2 C C = 1,5 W2 W3 = 1,5 W2

mm7689102127159

W2 mm320380440560670

C C mm4805706608401.000

W3 mm6708009301.1801.400

d. Bujursangkar IV (Square IV) B3 = W3 C C = 1,5 W3 W4 = 1,5 W3

mm7689102127159

W3 mm320380440560670

C C mm4805706608401.000

W4 mm6708009301.1801.400

3.6.3. Menentukan StopingSuatu round dibagi menjadi : Lubang lantai (floor holes) Lubang dinding (wall holes) Lubang atap (roof holes) Lubang stoping arah pemecahan ke atas dan horisontal Lubang stoping arah pemechan ke bawahUntuk menetukan burden (B) dan muatan untuk bermacam-macam bagian dari round dapat dipakai grafik pada (Gambar 3.20), dibawah ini.

Gambar 3.17. Grafik burden sebagai fungsi dari konsentrasi muatan untuk berbagai diameter lubang dan jenis bahan peledak (Olofsson S. O, 1990)Untuk menentukan besar isian bahan peledak (Ic) pada stoping berdasarkan bahan peledak dapat dilihat seperti pada tabel 3.1. di bawah ini.Tabel 3.1. Nilai konsentarsi isian bahan peledak berdasarkan diameter bahan peledak (Pengelola IWPL Pertambangan Umum (ITB)Diameter Bahan Peledak (mm)Konsentrasi Isian Bahan Peledak (Ic) (Kg)

250.59

320.97

381.36

Apabila burden (B), kedalaman lubang ledak (H) dan konsentrasi muatan dasar (lb) telah diketahui, Tabel dibawah ini dapat dipakai untuk menentukan geometri pemboran dan peledakan dari round. Atau charge consentration untuk semua lubang cut (Ib) dapat dihitung dengan menggunakan formula (Olofsson, 1990) :Hb = 1/3 x H(persamaan 3.14)Dimana : H = kedalaman lubang pemboran, (meter)Charge concentration dari column (Ic) : Ic = 30 50% IbStemming (ho) lubang dalam cut : ho = 0,3 x B1Stemming (ho) lubang dalam cut : ho = 0,5 x B2Tabel 3.2. Geometri pemboran dan peledakkan dari round (Olofsson S. O, 1990)Part of time roundBurden (m)Spacing (m)Height bottom charge (m)Charge concentrationStemming (m)

Bottom (kg/m)Column (kg/m)

Floor 1 x B1.1 x B1/3 x Hlb1.0 x lb0.2 x B

Wall0.9 x B1.1 x B1/6 x Hlb0.4 x lb0.5 x B

Roof0.9 x B1.1 x B1/6 x Hlb0.3 x lb0.5 x B

Stoping :

Upwards1 x B1.1 x B1/3 x Hlb0.5 x lb0.5 x B

Horisontal1 x B1.1 x B1/3 x Hlb0.5 x lb0.5 x B

Downwards1 x B1.2 x B1/3 x Hlb0.5 x lb0.5 x B

3.6.4. Menentukan KonturKontur dari terowongan dibagi menjadi : lubang lantai, lubang dinding dan lubang atap. Burden dan spasi untuk lubang lantai sama seperti lubang stoping. Lubang lantai di isi muatan lebih kuat daripada lubang stoping untuk mengimbangi gaya gravitasi dan berat massa batuan yang terisi dari round. Untuk Lubang dinding dan lubang atap ada dua cara peledakan yang dipakai yaitu : normal profil balsting dan smooth blasting. Perhitungan untuk profil balsting berdarkan tabel 3.2. di atas sedangkan untuk smooth blasting menggunakan persamaan :S = k x d (persamaan 3.15)Biasanya pada smooth blasting untuk menentukan spasi dan konsentrasi muatan minum (lb) menggunakan persamaan :S/B = 0,8Ib = 90 x d (persamaan 3.16)Dimana :S = jarak burden pada atap dan dinding untuk smooth balsting, (meter)k = konstanta (15-16)d = diameter lubang tembak, (meter)B = burden, (meter)3.6.5. Pola Penembakan (Firing Pattern)Pola penembakan harus direncanakan sedemikian rupa sehingga setiap lubang ledak mempunyai free breakage. Angel of breakage paling kecil dalam daerah cut sekitar 500. Dalam daerah stoping pola penembakan direncanakan sedemikian rupa sehingga angle of breakage tidak kurang dari 900. Hal penting yang perlu diperhatikan dalam peledakan suatu terowongan adalah waktu tunda antar lubang-lubang yang cukup panjang.

Gambar 3.18. Urutan dalam pola penembakan (Olofsson S. O, 1990)Di dalam daerah cut waktu tunda antara lubang-lubang harus cukup panjang, sehingga memberi waktu untuk memecah dan melemparkan batuan melalui lubang kosong yang sempit. Terbukti bahwa bataun bergerak dengan kecepatan antara 40-60 meter per detik.Suatu cut yang dibor dengan kedalaman 4 m akan membutuhkan waktu tunda 60-100 milidetik agar terjadi peledakan yang baik (cleaned blast). Waktu tunda yang biasa dipakai adalah 75-100 milidetik. Dalam dua bujursangkar yang pertama hanya dipakai satu detonator untuk setiap waktu tunda. Dalam dua bujursangkar selanjutnya boleh dipakai dua detonator untuk setiap waktu tunda.Di daearah stoping waktu tunda harus cukup panjang uttuk memberi waktu terhadap gerakan batuan. Waktu tunda yang umum dipakai adalah 100-500 milidetik. Untuk lubang kontur perbedaan waktu tunda diantara lubang-lubang harus sekecil mungkin supaya dapat dihasilkan efek peledakan yang rata. Untuk pembuatan terowongan dapat digunakan detonator jenis listrik atau non-listrik. Detonator listrik : MS (milisecond) dan HS (halfsecond) delay detonator. Tabel 3.3. Waktu tunda electric detonator (Suwandhi, 2004; Tim Pengelola IWPL Pertambangan Umum (ITB), 1996)Jenis bahan peledakInterval no.Delay time

VA/MSVA/MSVA/MSVA/MSVA/MSVA/MSVA/MSVA/MSVA/MSVA/MSVA/MSVA/MSVA/MSVA/MSVA/MSVA/MSVA/MSVA/MSVA/MS14710131618202345678910111225 ms100 ms175 ms250 ms325 ms400 ms 450 ms500 ms1.0 sec1.5 sec2.0 sec2.5 sec3.0 sec3.5 sec4.0 sec4.5 sec5.0 sec5.5 sec6.0 sec

Tabel 3.4. Waktu tunda non-electric detonator (Olofsson S. O, 1990)Interval numbersDelay timeDelay time

Nonel GT/T025 ms

Nonel GT/T1 2100 1200 ms100 ms

Nonel GT/T14, 16, 18, 201400 1200 ms200 ms

Nonel GT/T25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 602500 6000 ms500 ms

Gambar 3.19. Bentuk pola penembakan dengan nonel GT/T dan dengan detonator VA/MS dan VA/HS (Olofsson S, 1990; Tim Pengelola IWPL Pertambangan Umum (ITB), 1996)

3.7. Kemajuan Peledakan (Advance)Kemajuan peledakan biasanya dipengaruhi oleh diameter lubang kosong dan deviasi dari lubang-lubang tembak yang berdiameterkecil. Kedalaman lubang kosong tembak dipengaruhi oleh besarnya lubang kososng.Kedalaman lubang (H) dapat dinyatakan dalam formula sebagai berikut (Chugh, 1971) : H = 0,15 + 34,1 - 39,4 (persamaan 3.17)Dimana = Diamter lubang kosong (meter)Maka kemajuan peledakan dapat dihitung dengan menggunakan rumus :A = 0,95 H (persamaan 3.18)Dimana : A = Kemajuan peledakan (meter)H = Diameter lubang kosong (meter)Untuk mencari besar kemajuan peledakan dapat juga dengan menggunakan grafik pada (Gambar 3.20)

Gambar 3.20. Grafik kemajuan per-round sebagai fungsi kedalaman lubang ledak untuk berbagai diameter lubang kosong (Bieniawski, 1984; Olofson, 1990; Bhandari Sushil, 1997)

3.8. Metode Rancangan Peledakan Burn-CutDalam beberapa tahun terakhir, hampir semua kontraktor terowongan menggunakan Burn Cut di sekeliling tempat dari V-cuts dan Swing Cuts. Kebanyakan kontraktor dan penambang menemukan bahwa putaran kemajuan dimaksimalkan dengan Burn Cuts (gambar 3.21). Mereka juga belajar bahwa putaran kemajuan maksimum selalu mengurangi biaya-biaya penggalian. Rancangan burn cuts benar-benar merupakan campuran dari ilmu pengetahuan dan seni. Buku-buku yang kompleks penuh dengan grafik dan tabel-tabel yang dapat digunakan untuk merancang Burn Cuts dengan sempurna. Namun, dalam beberapa aplikasi ilmiah bahkan rancangan burn cuts tidak bekerja. Untungnya, dari pengalaman masa lalu, sebagian besar penambang biasanya dapat mengembangkan Cut yang bekerja dalam kondisi yang berbeda-beda.Keuntungan utama dari Burn Cut adalah (Anonymous, 2005) :1. Kedalaman putaran tidak tergantung pada ruang kerja yang tersedia untuk berbagai sudut lubang pengeboran.2. Burn cut memungkinkan digunakan untuk formasi batuan yang sulit.3. Hal ini relatife sederhana untuk pengeboran, karena semua lubang bor sejajar.4. Ada umumnya sedikit lemparan dengan fragmentasi yang baik.5. Menghasilkan muckpile lebih tinggi, sehingga menyediakan platform yang lebih baik untuk Scaling dan Bolting work.6. Panjang putaran dapat dipersingkat atau diperpanjang tanpa kesulitan apapun.Kelemahan untama dari Burn Cut adalah (Anonymous, 2005) :1. Burn atau Relief holes umumnya lebih besar dari lubang bor di tempat sekeliling pemboran, dank arena itu memerlukan reaming atau peralatan pengeboran yang lebih besar.2. Pengeboran dan bahan peledak persyaratannya (Powder factor) yang lebih tinggi.3. Pengeboran harus akurat atau hasilnya akan kurang baik.Pengembangan dan penggunaan widespread berbasis bahan peledak cair diciptakan memili ubahan rancangan burn cut yang baru. Bahan peledak ini sangat rentan untuk hancur ketika di beri tekanan ketika mereka digunakan dalam spasi lubang cut yang sangat ketat. Panduan berikut mencakup rekomendasi spesifik untuk merancang cuts dengan bahan peledak cair, di selain banyak pertimbangan desain umum.

Gambar 3.21. Geometri rancangan Burn Cuts (Bagnell, D.J. 1981)Burn cuts umumnya dilakukan berlebih untuk mengimbangi kesalahan pemboran. Namun, kelebihan muatan lubang ledak dalam Burn dapat menyebabkan burn menjadi membeku dan gagal. Kelebihan energy fisik dapat menyebakan dampak kehancuran fragmentasi batuan di tempat, mendepaka batuan dari burn. Hanya jumlah energi terbatas bahan peledak yang dibutuhkan untuk menghancurkan bagian pusat batuan diantara pemuatan lubang dan lubang burns yang kosong, dan mengeluarkannya dari cut. Dalam formasi batuan keras, lubang ledak dimuat harus sampai ke ujung lubang ledak untuk memastikan kerusakan secara lengkap

Pedoman berikut ini dapat digunakan untuk meminimalkan cut membeku (Anonymous, 2005) :1. Hati-hati menyelaraskan dan memotong semua lubang pemboran untuk memastikan bahwa mereka adalah pararel.2. Menyediakan lebih besar lubang bantuan bermuatan untuk mengakomodasi (swell) dari kehancuran batuan.3. Mengurangi energy bahan peledak permeter dari lubang ledak di cut (misalnya: menggunakan diameter dikemas bahan peledak yang kecil atau ANFO-Polystryne campuran didalam lubang cut.4. Mengubah geometrid an jarak dari cut lubang ledak dan relief lubang, untuk memungkinkan perubahan kondisi tanah.5. Dalam jenis-jenis batuan yang cendrung untuk membeku, menggunakan lubang berlian yang kedalaman miring hingga kaki, untuk membantuk ejeksi batu pecah dengan cut.6. Pastikan api didaerah cut lubang ledak dalam terkendali, dengan waktu yang cukup anata ledakan berturut-turut.Untuk bantuan ejeksi lebih lanjut dari Burn, kecil kicker atau booster isian dapat ditempatkan dibagian bawah void dalam kondisi lubang kosong normal. Isian ini ditunda untuk setelah peledakan setelah semua lobang terisi penuh untuk diledakkan.Ringkasan pertimbangan dalam merancang Burn Cut (Anonymous, 2005):1. Jika burn cut gagal karena tekanan ulang, coba menyebarkan muatan lubang jauh terpisah. Menambahkan lebih banyak spasi lubang yang ketat akan memperburuk masalah dan tidak perlu menambah biaya. Dalam batuan lemah atau berkelimbuh dimuat berdekatan yang terpisah tertunda, setidaknya harus terpisah 30 cm (12 inci).2. Untuk menarik putaran lebih dari 8 feet, menggunakan rancangan burn cut dengan volume yang memadai dari lubang relief yang terbuka. Dalam putaran melebihi 8 feet, daerah lubang bantuan harus minimal 25% dari total wilayah cut.3. Dalam tanah bersifat lemah, terlindung rancangan burn cut (kiri atas) berikut contoh yang menunjukkan praktek ini.4. Dalam batuan keras, waktu yang lebih cepat antara lubang cut sering meningkatkan kinerja cut. Beberapa operato telah menggunakan perantara atau dan penundaan untuk mempercepat urutan tembak cut dengan menghasilakn 100 milidetik lubang ke lubang interval tunda. Operasi lainnya menggunakan tunda periode detonator yang singkat, dengan interval 50 milidetik, untuk meningkatkan kinerja cut.

Gambar 3.22. Jenis-Jenis Burn Cuts (Anonymous, 2005)

3.9. Powder Factor (PF)Powder factor (Pf) adalah suatu bilangan untuk menyatakan jumlah material yang diledakkan atau dibongkar oleh bahan peledak dalam jumlah tertentu, dapat dinyatakan dalam ton/kg atau kg/ton. Untuk menghitung powder factor harus diketahui luas daerah yang diledakkan (A), tinggi jenjang (L), panjang muatan dari seluruh lubang ledak (Pc), loading density (de), dan densitas batuan (dr).Rumus untuk menentukan powder factor adalah (Kramadibrata Suseno, .....,) :Powder Factor (PF) = (Persamaan 3.19)Dimana :PF= powder factor (kg/ton)W= jumlah batuan yang diledakkan (ton)E= jumlah bahan peledak yang digunakan (kg)Sedangkan jumlah batuan yang diledakkan dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut (Kramadibrata Suseno, .....,) :Jumlah batuan (W) = A L dr (Persamaan 3.20)Dimana :W= Jumlah batuan (ton)A= Luas batuan yang akan diledakkan (m2)L= Kedalaman lubang ledak (m)dr= Densitas batuan (ton/m3)Nilai powder factor untuk berbagai jenis batun dapat dilihat seperti pada tabel 3.5. dibawah ini : Tabel 3.5. Harga Powder Factor untuk beberapa jenis batuan (Kramadibrata Suseno, .....)Type of RockPowder Factor (kg/m3)

Massive high strength rocks0,6 1,5

Medium strength rock0,3 0,6

Highly fissured rocks, weathered or soft0,1 0,3

3-