BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Jenis Penelititan

Jenis penelitian yang peneliti lakukan adalah penelitian terapan (applied

research). Penelitian terapan adalah penelitian yang bertujuan untuk hati-hati,

sistematik dan terus menerus terhadap suatu masalah dengan tujuan digunakan

segera untuk keperluan tertentu. Menurut Sugiono (2009 : 10 - 11), penelitian

terapan ini digolongkan dalam penggolongan menurut tujuan.

Penelitian yang bertujuan untuk menemukan pengetahuan yang secara

praktis dapat diaplikasikan. Walaupun ada kalanya penelitian terapan juga untuk

mengembangkan produk Penelitian dan pengembangan bertujuan untuk

menemukan, mengembangkan dan memvalidasi suatu produk.

3.2 Tempat dan Waktu Penelitian

3.2.1 Tempat Penelitian

Penelitian ini diakukan di kuari batugamping PT. Semen Padang. PT.

Semen Padang berlokasi di Kelurahan Indarung, Kecamatan Lubuk Kilangan,

Kotamadya Padang, Propinsi Sumatera Barat. Terletak ± 15 Km di sebelah Timur

Kota Padang, Sumatera Barat, yaitu secara geografis terletak pada koordinat 1000

27’20’’ BT – 100 0 32’ 12’’ BT dan 000 57’47’’ LS – 010 00’ 48’’LS. Indarung

49

50

teletak di kaki Pegunungan Bukit Barisan, di daerah ini mengalir beberapa sungai

antara lain Sungai Batang Kuranji, Sungai Batang Idas, Sungai Batang Kasumba

dan Sungai Batang Arau. Kuari batugamping (bukit Karang Putih) terletak di

Kelurahan Batu Gadang, Kecamatan Lubuk Kilangan ± 2 Km dari pabrik Semen

Padang ke arah selatan Indarung yang dihubungkan dengan sebuah jalan yang

terbuat dari beton. Bukit Karang Putih ini secara geografis terletak pada koordinat

1000 24’ 31’’ BT – 1000 25’ 04’’ BT dan 000 57’ 47’’ LS – 010 00’48’’ LS,

dimana membujur dari arah Utara ke Selatan dengan puncak teringgi 554 m dan

puncak terendah 400 m di atas permukaan air laut. Letak geografi Kotamadya

Padang berada pada koordinat 00 44’ 00’’ – 10 08’ 35’’ LS dan 1000 05’ 05’’ BT

yang mengarah ke Lautan Hindia, dengan batas – batas wilyah adalah16:

1. Sebelah Utara : Berbatasan dengan Kabupaten Padang Pariaman

2. Sebelah Timur : Berbatasan dengan Kotamadya Solok dan Kabupaten

Solok

3. Sebelah Selatan : Berbatasan dengan Kaupaten Pesisir Selatan

4. Sebelah Barat : Berbatasan dengan Lautan Hindia

Secara geografis, koordinat izin usaha pertambangan (IUP) PT. Semen

Padang di Bukit Karang Putih dapat dilihat pada Tabel 3.1

Tabel 3.1 Batas koordinat daerah penelitian

PI

D X Y

51

1

663427.

9

989341

4

2

664382.

3

989341

4

3

664382.

3

989334

0

4 664426

989334

0

5 664426

989338

5

6

664788.

8

989338

5

7

664788.

8

989290

5

8

664788.

8

989236

2

9

664564.

5

989236

2

10

664564.

5

989172

1

11

664097.

6

989172

1

12 664097. 989158

52

6 2

13

663685.

3

989158

2

14

663685.

3

989187

6

15

663627.

5

989187

6

16

663627.

5

989216

8

17

663551.

7

989216

8

18

663551.

7

989236

9

19

663467.

9

989236

9

20

663467.

9

989275

6

21

663427.

9

989275

6

Sumber : PT. Semen Padang

53

3.2.1.1 Keadaan Geologi Regional

Secara regional daerah penelitian terletak pada lereng sebelah barat dari

jalur pegunungan Bukit Barisan. Dari hasil penyelidikan Kastowo dan Gerhard

(1972) diketahui bahwa daerah batuan yang tertua dan tersingkap disekitar

Indarung dan sekitarnya berumur tersier jura, terdiri dari kelompok batuan

metemorf yang umumnya mendasari perbukitan dan pegunungan – pegunungan.

Kelompok batuan ini terdiri dari batuab meta, batu lanau yang berasosiasi dengan

filit dan batu lempung tufa yang bersifat marmeran kristalin. Diatas batuan Pra-

Tersier tersebut secara tidak sealaras diendapkan kelompok batuan Vulkanik

Tersier Kuarter dan endapan Kuarter ini terdiri dari aliran-aliran (lahar,

konglomerat), perselingan antara andesit dan tufa kristal yang sangat keras. Untuk

endapan kuarter terdiri dari endapan kipas alluvial yang merupakan hasil

rombakan dari endapan gunung api dan sebagian kelompok batuan paling mudah

adalah endapan aluvial, terdiri dari bongkah-bongkah batuan beku, kerikil, pasir

dan lanau yang bersifat lepas. Keadaan geologi daerah ini merupakan bukit yang

sangat terjal dengan sudut lereng alami mencapai lebih dari 450. Bukit Karang

Putih umumnya ditempati oleh batugamping atau marmer dan terobosan –

terobosan batuan beku (baslt, andesit dan granitis). Lapisan batugamping terletak

di atas batulempung tufaan dengan ketebalan 100 – 350 m. Di sebelah selatan

lokasi penambangan ditemukan batuan basalt. Hal ini dapat diperkirakan bahwa di

54

daerah ini terdapat ekstruksi basalt, ekstruksi inilah yang menyebabkan terjadinya

penghabluran batugamping menjadi kalsit dengan kristal yang besar – besar.

Batuan tertua yang dijumpai pada Bukit Karang Putih ialah batuan kerisikan yang

sebenarnya terdiri dari lempung tufaan yang berasosiasi dengan rijang chert.

Dinding – dinding bukit batu ini memperlihatkan gejala pelarutan melalui kekar –

kekar yang terlihat dari adanya dua gua – gua di daerah tersebut (PPTM, 1982).

Arah umum jurus strike bidang perlapisan yang terdapat di Bukit Karang Putih

adalah N 250 – 700 E (Departemen Pertambangan PT. Semen Padang) merupakan

suatu blok antiklin dengan proses perlapisan berarah lebih kurang Timur laut

sampai Barat daya, dimana poros perlapisan berarah lebih kurang Timur laut

sampai Barat daya, dimana di bagian tengahnya dipotong oleh sesar sehingga

membentuk struktur graben. Lapisan tanah penutup yang dijumpai pada lokasi

penambangan terdiri dari lapisan batugamping lapuk dan rijang dengan ketebalan

antara 0,1 – 5 m.

3.2.1.2 Keadaan Morfologi

Bukit Karang Putih yang merupakan lokasi penambangan batugamping

untuk pabrik PT. Semen Padang mempuyai luas kurang dari 1,6 Km2. Morfologi

daerah didominasi oleh perbukitan lereng terjal sekitar 65 % - 70 % dan

mempuyai punggung kearah selatan dengan puncak yang melandai dan

bergelombang umumnya ditempati oleh batugamping umumnya ditempati oleh

batugamping atau marmer dan terobosan – terobosan batuan beku. Lokasi

penambangan yang berada di kelurahan Indarung dan Batu Gadang yang secara

fisiogtrafis termasuk dalam sistem penghubung Bukit Barisan Van Bemmelen,

55

Lang yang memanjang dari Barat laut ke Tenggara di sepanjang Pulau Sumatera

dan ditempati oleh Pra Tersier sampai Kuarter. Satuan morfologi yang

membentuk daerah penambangan bervariasi dari perbukitan landai bergelombang

sampai terjal dengan pola umum aliran sungai denritik pada bagian Selatan dan

Timur serta pola aliran sungai angular pada bagian utara dan barat. Secara umum

tahapan stadium dewasa di bagian Utara dan stadium muda di bagian selatan.

Pada umumnya daerah Indarung dan sekitarnya terdiri dari dataran rendah,

daerah perbukitan rendah dan daerah perbukitan tinggi. Dataran rendah keadaan

morfologinya pada umumnya hampir rata dengan variasi sedikit , merupakan

perbukitan landai dengan ketinggian antara 130 – 250 meter di atas permukaaan

laut. Daerah ini terletak di bagian timur laut Bukit Karang Putih, berbatuan

alluvial berupa pasir sungai, lempung agak keras dan lempung dari hasil endapan

Sungai Idas dan Sungai Sako berupa pasir, lanau, kerikil dan bongkahan –

bongkahan batuan vulkanik. Daerah Perbukitan Tinggi terdiri dari puncak –

puncak yang menonjol berupa karang berwarna putih dengan ketinggian 450

meter diatas permukaan laut, berwarna puith dan batuanya terdiri dari

batugamping dan andesit yang membentuk dinding – dinding terjal dan banyak

ditumbuhi pepohonan ( pohon jati, pinus dan lain – lain), disertai kontrol patahan

berarah laut – tenggara tampak cukup jelas.

3.2.1.3 Keadaan Litologi

Berdasarkan hasil pemetaan geologi permukaan yang telah dilakukan oleh

peneliti– peneliti terdahulu bahwa litologi dari tua ke muda yang menyusun

daerah Karang Putih adalah sebagai berikut :

56

1. Batu Lempung Tufaan (batu lempung kersikan)

Berwarna coklat kemerah – merahan, ukuran butir halus, keras dan

sebagian telah mengalami kristalin, secara umum disebut juga dengan batuan

silika, secara struktur batuan ini telah mangalami pelipatan.

2. Batugamping marmer

Berhubungan saling menjari dengan batulempung kersikan. Berwarna abu

– abu kehitaman sampai abu – abu terang. Penyebaran batu in mendominasi Bukit

Karang Putih dan telah mengalami pelipatan kuat dengan arah umum Barat Laut

Tenggara.

3. Batuan Vulkanik/ Tufa

Merupakan batuan termuda yang dijumpai di Bukit Karang Putih. Satuan

litologi ini terdiri dari tufa, pasir tufa dan rombakan batu lempung tufaan yang

telah mengalami pelapukan. Batuan ini diendapkan secara tidak selaras diatas

kelompok batuan Pra- Tersier.

4. Batuan Terobosan

Batauan terobosan yang dijumpai di Bukit Karang Putih berupa batuan

beku berkomposisi basaltis – andesitis. Batuan ini berwarna abu – abu kehitaman,

tekstur afanitik – fanerik, butir sangat halus- sedang, terdiri ari mineral feldspar

dan piroksen dan terdapat pada kondisi yang fresh, sangat keras dan kompak.

Penyebaran batuan ii terdapat ditengah – tengah Bukit Karang Putih dan ditepi

lereng sebelah barat berupa dike dan sill

3.5.1.4 Struktur Geologi

57

Struktur bidang perlapisan batuan banyak dijumpai pada batugamping dan

batuan kersikan dimana pada umumnya bidang perlapisan mempuyai arah dan

mempuyai kemiringan yang relatif sama, sehingga dapat disimpulkan bahwa

kedua batuan tersebut terjadi dalam periode waktu yang hampir bersamaan dan

dalam lingkungan pengendapan yang sama. Struktur sesar dan kekar terdapat

didaerah ini, umumnya struktur sesar tidak dapat diamati dengan baik, sedangkan

kekar dapat terlihat dengan jelas dan pada umumnya memiliki kemiringan tegak

atau lebih dari 800 serta bersifat terbuka dan lebar antara 1 – 5 cm. Struktur

lipatan berupa antiklin ataupun sinklin dapat dijumpai di Bukit Karang Putih

teutama dijumpai pada kelompok batuan berumur reletif tua antara lain pada

batugamping dan batuan kersikan silika.

3.5.1.5 Cadangan dan Sifat Fisik Gamping di Kuari Karang Putih

Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh PT. Stania Bara Utama pada

tahun 2006, sumber daya batu kapur adalah 279.940.000 ton dengan total

cadangan 192.050.000. Cadangan batugamping ini adalah cadangan yang terbesar

di Indonesia yang mempunyai dua jenis batugamping yaitu Hard Limestone.

Tabel 3.2 Sumber daya dan Cadangan Batukapur

Bukit Karang Putih

Kategori Jumlah

Sumberdaya Kotor Batukapur (Ton) 279,940,000

Geological Losses 10% (Ton) 27,994,000

Sumberdaya Batukapur Area 206 Ha (Ton) 251,946,0

58

00

Sumberdaya Silika Kotor (Ton) 173,980,000

Geological Losses 10% (Ton) 17,398,000

Sumberdaya Silika Area 206 Ha (Ton) 156,582,000

   

Kategori Jumlah

Cadangan Kotor Batukapur (Ton) 192,050,000

Geological Losses 10% (Ton) 19,205,000

Mining Losses 7.5 % (Ton) 14,403,750

Cadangan Batukapur Area 206 Ha (Ton) 158,441,250

Cadangan Kotor Silika (Ton) 93,090,000

Geological Losses 10% (Ton) 9,309,000

Mining Losses 7.5 % (Ton) 6,981,750

Cadangan Silika Area 206 Ha (Ton) 76,799,250

Sumber : PT. Stania Bara Utama

Berdasarkan hasil analisa contoh permukaan inti bor di laboratorium,

maka batugamping di daerah tersebut mempunyai sifat fisik, yaitu :

1. Warna : Putih susu / bening,abu – abu, terang,sampai abu – abu gelap

2. Kekerasan : 3 – 5 Skala Mohs

59

3. Belahan : Bentuk sempurna

4. Pecahan : Kaca – bentuk earthly

5. Sifat dalam: Keras, liata hingga yang brittle

6. Density : 2.5 ton / BSC : 1,6 ton/ LCM

7. Kandungan unsur kimia :

a. CaO : 52 %

b. SiO : 7%

c. FeO : 0,7 %

d. MgO : 0,44 %

e. H2O : 44 %

8. Ketahanan : Keras dan kompak

9. Sisipan : Lempung tufaan yang berasosiasi dengan rijang, kalsit dan

marmer

10. Test Kompresor :

a. Hard Limestone : 570,4 – 810 kg/cm2

b. Test abrasive : 0,084 – 0,115 mm / mnt

c. Gelombang seismik : 2,2 – 4,7 km/s

d. Tahanan jenis : 480 – 2000 ohm meter

3.2.2 Waktu Penelitian

Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Mei sampai Juni 2014.

3.3 Variabel Penelitian

Variabel penelitian merupakan suatu atribut dari sekelompok objek yang

diteliti yang mempunyai variasi satu dengan yang lain dalam kelompok tersebut.

60

Sesuai dengan permasalahan yang diteliti maka variabel penelitian meliputi

kegiatan peledakan di kuari 206 PT. Semen Padang.

3.4 Data dan Sumber Data.

3.4.1 Data yang dibutuhkan

Data yang peneliti butuhkan dalam penelitian ini adalah :

1. Data Primer :

a. Pengukuran geometri peledakan yang dilaksanakan di lapangan.

b. Analisa visual computer fragmentasi batuan yang ada dilapangan.

Teknik yang digunakan yaitu dengan melakukan pengamatan secara

langsung dan mengajukan beberapa pertanyaan kepada pihak perusahaan.

2. Data sekunder

a. Spesifikasi alat bor yang digunakan.

b. Spesifikasi bahan peledak yang digunakan.

c. Spesifikasi alat peremuk yang ada di PT. Semen Padang

d. Peta wilayah pertambangan.

Teknik yang digunakan yaitu dengan membaca atau studi pustaka di

perusahaan.

3.4.2 Sumber Data

Sumber data yang peneliti dapatkan berasala dari pengamatan langsung,

arsip-arsip dan dokumentasi dari PT. Semen Padang dan studi kepustakaan serta

wawancara.

3.5 Teknik Pengumpulan Data

61

Dalam teknik pengumpulan data di lakukan dengan dua cara yaitu:

1. Studi lapangan, yaitu cara mendapatkan data yang dibutuhkan dengan

melakukan pengamatan langsung di lapangan/tempat kerja, data yang

dibutuhkan diantaranya geometri yang dilaksanakan di lapangan dan foto

fragmentasi dari batuan hasil peledakan.

2. Studi pustaka, yaitu mengumpulkan data yang dibutuhkan dengan membaca

buku-buku literatur yang berkaitan dengan masalah yang akan dibahas dan

data-data serta arsip perusahaan sehingga dapat digunakan sebagai landasan

dalam pemecahan masalah.

3.6 Teknik Pengolahan dan Analisa Data

Teknik pengolahan data yang digunakan peneliti mengacu kepada hasil

akhir rata-rata ukuran fragmentasi yang ada dilapangan dengan alur rumus sebagai

berikut :

1. Konsentrasi Isian (loading density)

qf = 7.854 x 10 -4 x ρe x D2

Dimana :

qf = loading density (kg/m)

D = diameter lubang tembak (mm)

ρe = specific gravity bahan peledak yang digunakan (g/cc)

2. Jumlah bahan peledak tiap lubang ledak (Kg)

Qb = ql x PC

62

Dimana :

Qb = jumlah bahan peledak tiap lubang ledak (kg)

ql = loading density dari bahan peledak yang digunakan (kg/m)

PC = panjang kolom isian (m)

3. Powder Faktor

CE = Qb / VR

Dimana :

CE = powder factor (kg / m3)

VR = berat batuan yang diledakkan (m3)

Qb = berat bahan peledak yang digunakan (kg)

4. Rata-rata ukuran fragmentasi dengan persamaan Kuznetsov (1973)

Tb = Fr x CE-0.8 x Qb1/6 x (115/PRP) -19/30

Dimana :

Tb = rata – rata ukuran fragmentasi (cm)

Fr = faktor batuan (Rock Factor)

CE = Powder Factor (kg/m3)

Qb = berat batuan yang diledakkan (m3)

PRP = Relative Weight Strenght bahan peledak, untuk ANFO = 100,

TNT =115

5. Penentuan Faktor batuan

Nilai Blastibbility Index (BI) 3) :

63

BI = 0,5 ( RMD + JPS + JPO + RDI + S

Nilai Rock Factor (Fr) 3) :

Fr = 0,12 x BI

Tabel 3.3

Pembobotan Massa Batuan Untuk Peledakan

PARAMETER PEMBOBOTAN

1. Rock Mass Description ( RMD )

1.1. Powdery/ Friable 10

1.2. Blocky 20

1.3. Totally massive 50

2. Joint Plane Spacing ( JPS )

2.1. Close ( Spasi < 0,1 m ) 10

2.2. Intermediate ( Spasi 0,1 – 1 m ) 20

2.3. Wide ( Spasi > 1 m ) 50

3. Joint Plane Orientation ( JPO )

3.1. Horizontal 10

3.2. Dip Out of Face 20

3.3. Strike Normal to Face 30

3.4. Dip into Face 40

4. Specific Grafity Influence ( RDI )

RDI = 25(D) – 50

64

5. Rock strength influence (S)

S = 0.05 (UCS)

6. Untuk menentukan fragmentasi batuan hasil peledakan digunakan

persamaan Roslin – Ramler, yaitu

PC = e-(Tb/Tbc)u

Tbc =

Tb

(0 , 693 )1 /u

Dimana :

PC = Persentase material yang tertahan pada ayakan (%)

Tb = Ukuran ayakan (cm)

Tbc = Karakteristik Ukuran

u = indeks keseragaman

7. Perhitungan u berdasarkan pada persamaan Kuznetsov seperti dibawah :

u = [2.2−14Bd ] x [1−W

B ]x [1+

BS−1

2 ]x [ LH ]

Dimana :

B = burden (m)

S = spacing (m)

d = diameter lubang ledak (mm)

H = tinggi jenjang (m)

65

L = Total panjang lubang ledak

W = standard deviasi dari keakuratan pemboran (m)

8. Untuk software GoldSize sendiri, dibutuhkan analisa visual computer

terlebih dahulu dalam penganalisaan data. Dalam analisa visual computer

hasil peledakan dibutuhkan 2 bola pembanding dengan diameter ±17 cm.

3.7 Kerangka Metodologi

Kerangka metodologi yang digunakan adalah seperti gambar dibawah ini

Survey Lapangan Studi Literatur

Rumusan Masalah

Pengolahan Data

a. Mengkaji geometri peledakan yang digunakan oleh perusahaan.b. Menghitung geometri yang diterapkan dilapangan.c. Menganalisa Fragmentasi batuan yang lolos ayakan menggunakan

software GoldSize.d. Menghitung distribusi fragmentasi batuan dan keseragaman batuan

hasil peledakan yang ada pada PT. Semen Padang dengan menggunakan Microsoft excel.

e. Menghitung powder factor yang digunakan PT. Semen Padang.

Identifikasi Masalah

Batasan Masalah

Pengumpulan Data :

a. Data primer :1. Pengukuran Geometri peledakan yang dilaksanakan di lapangan.2. Fotografi fragmentasi batuan yang ada di alapangan.

b. Data sekunder :1. Spesifikasi alat bor yang digunakan2. Spesifikasi bahan peledak yang digunakan.3. Peta wilayah pertambangan..

START

66

Gambar 3.2

Bagan Alir Penelitian