bab 3.docx

BAB 3

DASAR TEORI

3.1. Alat Bongkar Batubara

Pada pembongkaran batubara di front penggalian Pit 3 Banko Barat

menggunakan alat bulldozer Caterpillar type D9R. Bulldozer merupakan suatu alat

mekanis yang mempunyai roda rantai (track shoe) untuk pekerjaan serba guna

yang memiliki kemampuan traksi yang tinggi. Bisa digunakan untuk menggali,

mendorong, menggusur, meratakan, menarik beban, menimbun dan membongkar

material keras.

3.1.1. Ripper Pada Bulldozer

Pada bulldozer Caterpillar type D9R dilengkapi dengan ripper yang

berfungsi sebagai alat garu material yang ditarik oleh bulldozer. Kemampuan

ripper tegantung pada kemampuan gigi-giginya untuk masuk ke dalam tanah dan

kekuatan mesin penarik ripper tersebut, yaitu bulldozer.

Gigi-gigi pada ripper dapat diturunkan dan dinaikkan (adjustable),

disesuaikan dengan dalamnya penggalian yang dikehendaki dan keadaan material

yang akan digaru. Jumlah gigi ripper paling sedikit 1 (giant ripper) yang

dirancang khusus untuk material yang keras dan sulit dibongkar.

Gambar 3.1 Giant Ripper (Sumber : Andi, 2003)

20 Universitas Sriwijaya

21

Jumlah gigi ripper paling banyak 3 (multi-shank ripper), jenis ini relatif

untuk material lunak dan mudah dibongkar.

Gambar 3.2 Multi Shank Ripper (Sumber : Andi, 2003)

Pada shank ripper terdapat beberapa bagian yang sangat penting yang

dapat menentukan hasil ripping. Pada bagian shank (lengan) ripper terdapat shank

protector yang berfungsi untuk melindungi shank ripper pada saat shank ripper

melakukan pembongkaran material. Semakin lama digunakan untuk melakukan

proses ripping, Shank protector akan aus dan harus diganti dengan part yang baru.

Hal ini tergantung pada kekerasan material yang dibongkar dengan menggunakan

ripper.

Pada ujung shank terdapat kuku ripper yang disebut pick. Pick berfungsi

untuk merobek dan menggaru material sehingga material yang dirobek tersebut

akan terbongkar dan terberai. Tingkat keausan pick tergantung pada kekerasan

material. Untuk pembongkaran pada lapisan batubara biasanya pick akan diganti

satu bulan sekali. Sedangkan pada pembongkaran interburden yang materialnya

berupa batu pasir yang keras, pick biasanya akan diganti sekitar 3-7 hari sekali.

Gambar 3.3 Bagian-Bagian Shank Ripper (Sumber : Handbook of Ripping Caterpillar)

Universitas Sriwijaya

22

3.1.2. Mekanisme Ripping Pada Batubara

Ripping dilakukan dengan menggunakan bulldozer yang dilengkapi

dengan ripper. Ripping bertujuan untuk menghancurkan lapisan batubara yang

keras sebelum dilakukan loading oleh excavator ke dump truck. Kekuatan ripper

tergantung pada kemampuan bahan pembuatnya untuk masuk kedalam tanah dan

kekuatan mesin bulldozer yang menarik ripper tersebut.

Gambar 3.4 Proses Ripping Pada Lapisan Batubara

Dengan menggunakan hidraulic control, ripper dapat digerakkan naik-

turun disesuaikan dengan dalamnya penggalian yang dikehendaki dan keadaan

material yang akan digaru. Ripper yang terdapat pada bulldozer memiliki

beberapa kegunaan diantaranya :

1. Membantu bulldozer membersihkan lokasi dari pepohonan (clearing) yaitu

dengan melewatkan alat garu tersebut beberapa kali sehingga sebagian besar

pohon-pohon yang dilewati akan putus.

2. Menghancurkan batuan yang keras, sehingga dapat menggantikan fungsi

alat bor dan bahan peledak dalam membongkar batuan.

3. Membongkar jalan atau landasan yang terbuat dari beton. Pembongkaran ini

harus dimulai dari bagian ujungnya sehingga gigi ripper dapat mencongkel

lapisan beton tersebut dari bagian bawahnya.

4. Pada lokasi penimbunan kadang-kadang diperlukan pemadatan tanah yang

dibantu dengan cara menambah kelembaban tanah dengan meresapnya air


23

ke dalam tanah timbunan tersebut, maka ripper dapat dipakai untuk

membuat parit-parit kecil sebagai saluran air.

Untuk memperoleh hasil panggaruan/ripping yang baik, ada beberapa hal

yang perlu diperhatikan yaitu :

1. Bila keadaan lapangan memungkinkan, tancapkan seluruh gigi ripper

sedalam mungkin dengan memakai seluruh kekuatan yang dimiliki

bulldozer.

2. Pada waktu menggali dan merobek bagian-bagian yang keras harus

diambil jalan yang lurus dan pada saat akan melakukan belokan, gigi

ripper harus diangkat terlebih dahulu agar ripper tidak terpuntir atau

patah, atau terjadi kerusakan pada kerangka.

3. Jika terkait pada benda yang keras, sehingga bulldozer penariknya terhenti,

maka ripper diangkat dahulu kemudian diperiksa apakah yang

menyebabkan ketidaklancaran tersebut.

4. Agar gigi ripper dapat masuk lebih dalam, dapat diberi pemberat pada

badan alat garu untuk membantu tenaga hidrolik pada bulldozer.

5. Kuku ripper (pick) dan shank protector yang telah aus dan tumpul harus

diganti atau dipertajam, karena dapat menurunkan produktivitas ripping.

Gambar 3.5 Kuku Ripper (Pick) dan Shank Protector

Menurut Yanto, I (2005) material yang dapat digaru dengan ripper

berdasarkan dari sifat fisiknya adalah:


Shank Protector

Pick

24

1. Material yang memiliki bidang lemah berupa patahan, joint atau kekar

2. Material hasil pelapukan atau material yang lapuk (weathered material)

3. Material yang brittle dan memiliki struktur yang kristalin

4. Material yang memiliki bidang perlapisan atau berstruktur stratifikasi

5. Material yang terbentuk dari kumpulan butiran-butiran yang besar

6. Material yang memiliki kuat tekan rendah (low compresive stress)

3.1.3. Metode Ripping

Metode ripping yang digunakan pada penggalian batubara di front galian

Pit 3 Banko Barat adalah metode ripping berdampingan dan metode ripping

silang siur. Kedua metode ini bertujuan agar hasil ripping berukuran kecil,

sehingga hasil ripping akan lebih mudah dimuat excavator ke dump truck.

1. Metode ripping berdampingan

Metode ini paling sering digunakan pada penggalian lapisan material yang

relatif mudah terbongkar. Metode ini relatif lebih cepat dibandingkan dengan

metode silang siur, sehingga dapat menghemat waktu kerja ripper. Metode ini

dilakukan dengan cara menggaru dengan ripper secara berdampingan. Arah

jalan ripping 900 terhadap area kerja ripping. Setelah ripper melakukan satu

kali ripping dan kembali ke posisi semula, selanjutnya ripper akan maju

kembali menggaru dengan jarak 0,5 m dari hasil ripping sebelumnya.

Selanjutnya ripper akan terus bergerak ke samping hingga seluruh area

ripping terbongkar.

Gambar 3.6 Metode Ripping Berdampingan (Sumber : Harjuni, 2008)

2. Metode ripping silang siur


25

Metode ini digunakan pada penggaruan material yang relatif keras dan sukar

untuk dibongkar. Metode ini dilakukan dengan cara memotong bidang lapisan

dengan arah 450. Dengan menggunakan metode ini, material akan lebih

mudah terlepas dari batuan induknya dan ukuran bongkahnya akan menjadi

lebih kecil sehingga memudahkan excavator memuat ke dump truck.

Gambar 3.7 Metode Ripping Silang Siur (Sumber : Harjuni, 2008)

3.2. Faktor-faktor yang Mempengaruhi Produktivitas Ripper Bulldozer

Produktivitas ripper bulldozer dapat dilihat dari kemampuan alat tersebut

dalam penggunaannya. Adapun faktor-faktor yang mempengaruhi produktivitas

ripper bulldozer yaitu:

3.2.1 Kesediaan dan Penggunaan Alat

Salah satu hal yang mempengaruhi produktivitas dari kebutuhan bulldozer

dalam operasi penambangan adalah masalah kesediaan (availability) alat.

Ketersediaan alat merupakan faktor yang menunjukkan kondisi alat-alat mekanis

yang digunakan dalam melakukan pekerjaan dengan memperhatikan kehilangan

waktu selama waktu kerja dari alat yang tersedia. Faktor ini merupakan faktor

koreksi yang mempengaruhi produktivitas ripper bulldozer.

a) Kesediaan Fisik (Physical Availibility)

Faktor yang menunjukan kesediaan alat untuk melakukan kerja dengan

memperhitungkan waktu yang hilang karena rusaknya jalan, faktor cuaca dan

lain-lain. Kesediaan fisik selalu lebih besar dari kesediaan mekanis, berarti

bahwa alat belum digunakan sesuai dengan kemampuannya


26

PA = W + SW + S + R

x 100 %

Keterangan :

PA = Physical Availibility

W = Working hours atau jumlah jam kerja

Waktu yang dibebankan kepada seorang operator suatu alat

yang dalam kondisi dapat dioperasikan (tidak rusak) setiap

keterlambatan, yaitu datang ke lokasi kerja, pindah tempat,

pelumasan dan pengisian bahan bakar serta keadaan cuaca.

S = Standby hours atau jumlah jam kerja suatu alat yang tidak

dapat dipergunakan padahal alat tersebut tidak rusak dan

dalam keadaan siap operasi.

R = Repair hours atau jumlah jam untuk perbaikan.

Waktu untuk perbaikan dan waktu yang hilang karena

menunggu saat perbaikan termasuk juga waktu untuk

penyediaan suku cadang serta waktu untuk perawatan

prefentif.

W+S+R = Scheduled hours atau jumlah seluruh jam kerja dimana alat

dijadwalkan untuk beroperasi.

b) Penggunaan Kesediaan (Use of Availability)

Faktor yang menunjukkan efisiensi kerja alat selama waktu kerja yang

tersedia dimana kondisi alat tidak rusak. Hal ini dimaksudkan untuk

mengetahui berapa efektif alat yang tidak rusak dimanfaatkan dan menjadi

ukuran seberapa baik pengelolaan peralatan yang digunakan. Persentase

rendah menunjukkan bahwa pengoperasian alat tidak maksimal.

UA = WW + S

x 100 %

Keterangan :

UA = Use of Availability

W = Working hours


27

S = Standby hours

c) Penggunaan Efektif (Effective Utilization)

Faktor yang menunjukkan berapa persen dari seluruh waktu kerja yang

tersedia dapat dimanfaatkan untuk bekerja atau persen waktu yang

dimanfaatkan oleh alat untuk bekerja dari sejumlah waktu kerja yang tersedia.

EU = WW + S + R

x 100 %

Keterangan :

EU = Effective Utilization

W = Working hours

W+S+R = Scheduled hours

d) Kesediaan Mekanik (Mechanical Availability)

Faktor yang menunjukkan kesediaan alat dalam melakukan pekerjaan dengan

memperhatikan kehilangan waktu yang digunakan untuk memperbaiki mesin,

perawatan dan alasan mekanis lainnya. Jika kesediaan mekanis kecil maka

kondisi mekanis alat kurang baik dan jam perbaikan alat tinggi.

MA= WW +R

×100 %

Keterangan :

MA = Mechanical Availability.

W = Waktu kerja alat.

R = Waktu perbaikan alat.

Untuk menentukan nilai faktor koreksi dari alat mekanis dapat dihitung dengan menggunakan cara :

FK=PAxUAxEUxMA

3.2.2. Pengembangan material

Kondisi volume material dapat berubah-ubah setelah mendapat perlakuan,

diantaranya karena pembongkaran/penggalian, pemuatan dan pemadatan.

a. Volume Asli/Insitu (Bank)

Satuan yang digunakan adalah Bank Cubic Meter (BCM).


28

b. Volume Lepas (Loose)

Satuan yang digunakan adalah Loose Cubic Meter (LCM).

c. Volume Padat (Compacted)

Satuan yang digunakan adalah Compacted Cubic Meter (CCM).

Swell adalah pengembangan volume suatu material setelah digali dari

tempat aslinya.. Produksi yang dihasilkan oleh alat adalah dalam keadaan lepas

(LCM) dan telah mengalami swell factor, oleh karena itu untuk mengetahui

kondisi aslinya (BCM) maka harus dikalikan dengan swell factor.

Rumus untuk menentukan besarnya swell factor yaitu:

SF =

V B

V L×100 %

atau SF =

ρL

ρB× 100 %

Keterangan :

SF = Swell Factor, %

VB = Volume tanah/batuan dalam keadaan insitu/Bank, m3

VL = Volume tanah/batuan dalam keadaan lepas/Loose, m3

ρL = Bobot isi material dalam keadaan loose, ton/m3

ρB = Bobot isi material dalam keadaan insitu, ton/m3

3.2.3. Waktu Edar

Waktu edar (cycle time) adalah waktu yang dibutuhkan alat untuk

melakukan satu siklus kerja, waktu edar dipengaruhi oleh kecepatan gerakan alat,

jarak kerja alat dan waktu tetap (fixed time) yaitu waktu yang dibutuhkan untuk

pergantian gigi atau waktu ketika menurunkan dan menaikkan ripper, serta

perubahan gerakan maju dan mundur pada alat.

Waktu edar ripping dapat ditentukan berdasarkan pengataman, dengan

rumus sebagai berikut :

CT =

JF

+ JR

+ Zatau CT = Wf + Wr + Z

Keterangan :

CT = Jumlah total waktu edar, menit, detik

J = jarak kerja, meter

F = kecepatan maju, meter/menit,meter/detik


29

R = kecepatan mundur, meter/menit, meter/detik

Z = waktu tetap, menit, detik

Wf = waktu kerja bergerak maju, menit, detik

Wr = waktu kerja bergerak mundur, menit, detik

3.2.4. Struktur Batubara

Struktur batubara seperti patahan, rekahan, bidang perlapisan, dan kualitas

batubara akan mempengaruhi kekuatan struktur batubara. Struktur batubara sangat

mempengaruhi terhadap proses pembongkaran batubara. Semakin banyak

patahan, rekahan pada lapisan batubaranya maka proses ripping baturanya akan

semakin mudah.

3.2.5. Waktu Kerja Efektif

Waktu kerja effektif adalah perbandingan antara waktu kerja produktif

dengan waktu kerja tersedia. Waktu kerja produktif diperoleh dari pengurangan

waktu kerja yang tersedia dengan waktu hambatan yang ada. Berdasarkan jadwal

kerja yang telah ditetapkan oleh PT. BKPL selaku kontraktor pelaksana kegiatan

penambangan, dalam satu hari dibagi dalam dua shift yaitu mulai 07.00 – 19.00

WIB untuk shift I dan 19.00 – 07.00 WIB untuk shift II (Tabel 3.1).

Tabel 3.1 Waktu Kerja Efektif (Sumber : Perencanaan PT. BKPL)

KegiatanWaktu Durasi (Menit)

Shift I Shift II Shift I Shift IIMasuk kerja 07.00 19.00 - -

Kerja produktif I 07.00 - 12.00

19.00 - 00.00 300 300

Istirahat 12.00 - 13.00

00.00 - 01.00 60 60

Kerja produktif II 13.00 - 19.00

01.00 - 07.00 360 360

Pulang 19.00 07.00 - -Total 1440

Waktu kerja produktif 1320

Waktu kerja produktif dalam kenyataannya akan berkurang karena adanya

hambatan-hambatan yang dihadapi di lapangan. Hambatan-hambatan tersebut

terbagi dua, yaitu:


30

1. Hambatan yang dapat dihindari

Merupakan hambatan yang terjadi karena adanya penyimpangan terhadap

waktu kerja yang telah dijadwalkan, antara lain :

a. Terlambat memulai kerja, misalnya terlambat datang kerja dan terlambat

kerja karena istirahat terlalu lama.

b. Cepat berakhir kerja, disebabkan karena aktivitas kerja dihentikan sebelum

waktu kerja yang telah dijadwalkan.

c. Refueling unit yang masih sering dilakukan pada saat jam operasi.

d. Keterlambatan melakukan pre start check melewati jadwal yang

ditetapkan (07:00 – 07:15 WIB), sehingga menyebabkan terlambatnya

waktu beroperasi.

2. Hambatan yang tidak dapat dihindari

Merupakan hambatan yang terjadi pada waktu kerja yang menyebabkan

hilangnya waktu kerja, antara lain :

a. Keperluan operator, merupakan waktu yang digunakan operator untuk

kegiatan pribadi misalnya sholat, minum, buang air, dan lain-lain.

b. Hambatan pada alat, merupakan waktu yang hilang karena adanya

gangguan tak terduga pada alat mekanis yang digunakan misalnya ban

kempes, slip, bocor, Low Power Engine dan lainnya.

c. Hujan, merupakan waktu yang hilang karena turunnya hujan yang

menyebabkan terhentinya kegiatan penambangan baik pada saat turun

hujan ataupun karena kondisi jalan yang licin.

3.2.6. Efisiensi alat mekanis

Salah satu hal yang mempengaruhi produktivitas ripping yang diinginkan

dalam operasi pembongkaran batubara adalah masalah ketersediaan alat.

Kesediaan alat merupakan faktor yang menunjukkan kondisi alat – alat mekanis

dalam melakukan pekerjaan dengan memperhatikan kehilangan waktu selama

bekerja. Kondisi peralatan mekanis dibagi menjadi:

a. Kondisi peralatan 90% - 100%


31

Berlaku untuk peralatan baru dan siap pakai, kemampuan minimal

90% dan belum mengalami perbaikan apapun serta dalam keadaan

lengkap.

b. Kondisi peralatan 70% - 89%

Berlaku untuk peralatan lama yang dalam keadaan siap beroperasi

dengan kemampuan minimal 70%, namun sudah dipakai lebih dari satu

tahun atau seribu jam.

c. Kondisi peralatan 50% - 69%

Peralatan yang dalam keadaan rusak ringan operasi. Kemampuan

alatnya minimal 60% dan sudah dioperasikan lebih dari dua tahun atau

tiga ribu jam kerja.

3.2.7. Efisiensi operator (Operator Efficiency)

Merupakan faktor manusia yang menggerakkan alat-alat yang sukar untuk

ditentukan efisiensinya secara tepat, karena selalu berubah-ubah dari hari kehari

bahkan dari jam ke jam, tergantung dari keadaan cuaca (alam), kondisi alat yang

dikemudikannya, suasana kerja, ketinggian area kerja, dan lain-lain. Kadang-

kadang suatu perangsang dalam bentuk upah tambahan (incentive) dapat

meningkatkan efisiensi operator.

Sebenarnya efisiensi operator tidak hanya dipengaruhi oleh kemalasan

pekerjaan itu, tetapi juga karena kelambatan-kelambatan dan hambatan-hambatan

yang tak mungkin dihindari, seperti melumasi kendaraan, mengganti part yang

aus, membersihkan bagian-bagian terpenting sesudah sekian jam dipakai,

memindahkan ke tempat lain, perbaikan jalan, dan lain-lain. Karena hal-hal

tersebut diatas, sangat jarang selama satu jam itu operator benar-benar bekerja

penuh selama 60 menit. Berdasarkan pengalaman, maka bila operator dapat

bekerja selalam 50 menit dalam satu jam, ini berarti efisiensinya adalah 83%,

maka hal itu dianggap baik sekali jika alatnya menggunakan ban karet.

Jadi dalam menentukan jumlah waktu yang dibutuhkan untuk

menyelesaikan suatu pekerjaan harus diingat juga efisiensi pekerja-pekerjanya.

Tabel 3.2. Efisiensi Operator


32

Jenis AlatEff.Baik Sekali Eff.Sedang

Eff. Kurang Baik atau pada Malam Hari

Crawler tractor

Dengan Ban Karet

92 %(55 min/jam)

83 %(50 min/jam)

83 %(50 min/jam )

75 %(45 min/jam)

75 %(45 min/jam)

67 %(40 min/jam)

3.2.8. Seismic Velocity

Seismic Velocity atau cepat rambat gelombang pada material sangat

berpengaruh terhadap produktivitas hasil ripping. Pada (Gambar 3.8.) dapat

dilihat nilai seismic velocity material yang bisa dibongkar dengan proses ripping

atau tidak bisa di-ripping. Setiap material memiliki nilai seismic velocity yang

berbeda beda.

Gambar 3.8. Seismic Velocity (Sumber : Handbook of Ripping Caterpillar)


33

3.3. Produktivitas Ripping

Produktivitas ripping dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti kedalaman

ripping, jarak ripping, cycle time dan faktor koreksi. Produktivitas ripping dapat

ditentukan dengan rumus sebagai berikut :

PR =

K2×J×60×FkCT

Dimana : K = kedalaman penetrasi ripper, meter

J = jarak ripping, meter

CT = jumlah total waktu edar, menit

Fk = PA x UA x EU x MA

3.4. Alat Muat

Alat muat yang digunakan pada penggalian batubara di front galian Pit 3

Banko Barat adalah excavator Caterpillar type 345 D dan excavator Caterpillar

type 365 D. Proses loading yang dilakukan oleh excavator Caterpillar type 345 D

dan excavator Caterpillar type 365 D yaitu dengan cara memuat batubara yang

sudah terbongkar hasil ripping bulldozer Caterplillar type D9R ke dump truck.

Untuk menghitung produksi excavator Caterpillar type 345 D dan

excavator Caterpillar type 365 D bisa dilakukan dengan cara menghitung jumlah

ritase dump truck yang dilayani. Dari total jumlah ritase dump truck yang dilayani

excavator Caterpillar type 345 D dan excavator Caterpillar type 365 D dikalikan

dengan kapasitas vessel dump truck sebagai alat angkut batubara, sehingga

didapatkan produksi nyata excavator.


34

Gambar 3.9. Excavator Caterpillar Type 345 D

3.5. Alat Angkut

Alat angkut yang digunakan pada penambangan batubara di Pit 3 Banko

Barat adalah dump truck Scania type P420. Dump truck Scania type P420 ini

mengangkut batubara dari front penggalian batubara di Pit 3 Banko Barat menuju

dump hopper atau menuju temporary stock pile apabila kapasitas di dump hopper

sedang penuh.

Dump truck Scania type P420 ini memiliki kapasitas vassel 32 ton. Jarak

pengangkutan batubara dengan menggunakan dump truck Scania type P420 dari

front galian batubara menuju dump hopper 1,6 km.

Gambar 3.10. Dump Truck Scania type P420


bab 3.docx

Documents