bab ii keadaan umum -...

26
BAB II KEADAAN UMUM 2.1 Teori Dasar 2.1.1 Baut Batuan Kestabilan penambangan bawah tanah sangat bergantung pada teknik pemasangan baut batuan dan keahlian para pemasang baut batuan menggunakannya. Pemasangan baut batuan merupakan salah satu pekerjaan yang paling berbahaya. Pada periode tahun 2000 hingga maret 2004, jatuhan atau luncuran material merupakan penyebab terbesar kedua kematian pada penambangan batubara dan peringkat terbesar keempat untuk penambangan logam dan nonlogam. Kecelakaan-kecelakaan seperti ini seharusnya dapat dicegah atau minimal dikurangi jika dilakukan pelatihan pemasangan baut batuan. Kecelakaan pada penambang yang berhubungan dengan baut batuan tidaklah disebabkan oleh jatuhan atau luncuran atap, akan tetapi seringkali terjadi karena kurangnya pengalaman melakukan pengeboran dan menggunakan peralatan baut batuan. Pada terowongan dan penambangan bawah tanah, baut batuan merupakan batang baja yang dimasukkan ke dalam lubang bor untuk menyangga atap atau dinding hasil penggalian. 2.1.1.1 Teori Baut Batuan Baut batuan merupakan salah satu jenis penyangga yang bila digunakan akan menjadi bagian dari massa batuan. Hal ini sesuai dengan fungsi penyangga yaitu membantu batuan agar dapat menopang dirinya sendiri sehingga mencapai keseimbangan setelah padanya diberikan gangguan berupa lubang bukaan. Terdapat beberapa alasan penggunaan baut batuan sebagai bahan yang menguatkan batuan, yaitu dapat digunakan pada bentuk geometri lubang bukaan yang bervariasi, umumnya mudah untuk digunakan, relatif murah, pemasangan dapat sepenuhnya dengan mekanisasi, kerapatan spasinya dapat disesuaikan dengan kondisi batuan lokal dan dapat dikombinasikan dengan sistem penyanggaan yang lain seperti wire mesh, strap, beton tembak (shotcrete). Contohnya pada sistem penggalian bawah tanah NATM (New Austrian Tunnelling Method) sistem baut batuan dikombinasikan dengan beton tembak dan selimut beton untuk penyanggaan permanen.

Upload: lamhanh

Post on 14-Feb-2018

216 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: BAB II KEADAAN UMUM - digilib.itb.ac.iddigilib.itb.ac.id/files/disk1/619/jbptitbpp-gdl-jemmigumil-30922-3... · Terdapat beberapa alasan penggunaan baut batuan sebagai bahan yang

BAB II

KEADAAN UMUM 2.1 Teori Dasar

2.1.1 Baut Batuan

Kestabilan penambangan bawah tanah sangat bergantung pada teknik

pemasangan baut batuan dan keahlian para pemasang baut batuan menggunakannya.

Pemasangan baut batuan merupakan salah satu pekerjaan yang paling berbahaya. Pada

periode tahun 2000 hingga maret 2004, jatuhan atau luncuran material merupakan

penyebab terbesar kedua kematian pada penambangan batubara dan peringkat terbesar

keempat untuk penambangan logam dan nonlogam. Kecelakaan-kecelakaan seperti ini

seharusnya dapat dicegah atau minimal dikurangi jika dilakukan pelatihan

pemasangan baut batuan. Kecelakaan pada penambang yang berhubungan dengan

baut batuan tidaklah disebabkan oleh jatuhan atau luncuran atap, akan tetapi

seringkali terjadi karena kurangnya pengalaman melakukan pengeboran dan

menggunakan peralatan baut batuan.

Pada terowongan dan penambangan bawah tanah, baut batuan merupakan

batang baja yang dimasukkan ke dalam lubang bor untuk menyangga atap atau

dinding hasil penggalian.

2.1.1.1 Teori Baut Batuan

Baut batuan merupakan salah satu jenis penyangga yang bila digunakan akan

menjadi bagian dari massa batuan. Hal ini sesuai dengan fungsi penyangga yaitu

membantu batuan agar dapat menopang dirinya sendiri sehingga mencapai

keseimbangan setelah padanya diberikan gangguan berupa lubang bukaan.

Terdapat beberapa alasan penggunaan baut batuan sebagai bahan yang

menguatkan batuan, yaitu dapat digunakan pada bentuk geometri lubang bukaan yang

bervariasi, umumnya mudah untuk digunakan, relatif murah, pemasangan dapat

sepenuhnya dengan mekanisasi, kerapatan spasinya dapat disesuaikan dengan kondisi

batuan lokal dan dapat dikombinasikan dengan sistem penyanggaan yang lain seperti

wire mesh, strap, beton tembak (shotcrete). Contohnya pada sistem penggalian bawah

tanah NATM (New Austrian Tunnelling Method) sistem baut batuan dikombinasikan

dengan beton tembak dan selimut beton untuk penyanggaan permanen.

Page 2: BAB II KEADAAN UMUM - digilib.itb.ac.iddigilib.itb.ac.id/files/disk1/619/jbptitbpp-gdl-jemmigumil-30922-3... · Terdapat beberapa alasan penggunaan baut batuan sebagai bahan yang

2.1.1.2 Jenis Baut Batuan

Bermacam-macam baut batuan telah digunakan saat ini di seluruh dunia.

Banyak diantaranya hanya memperlihatkan perbedaan kecil dalam rancangannya,

namun konsep dasarnya sama.

Jenis baut batuan dapat dibedakan berdasarkan cara pengikatannya yaitu :

a. Baut batuan dengan cara pengikatan mekanis

b. Baut batuan dengan cara pengikatan yang menggunakan zat kimia

c. Baut batuan dengan cara pengikatan geser

d. Baut kabel batuan

Tipe baut batuan yang digunakan pada penambangan emas pongkor adalah

tipe split set. Tipe ini merupakan salah satu dari dua tipe baut batuan yang masuk ke

dalam jenis Friction Anchored Rock Bolt atau dalam bahasa Indonesia diartikan

sebagai jenis baut batuan dengan pengikatan geser. Baut batuan dengan pengikatan

geser mirip dengan baut batuan dengan pengikatan mekanik yaitu pemasangan dan

operasinya tidak diganggu oleh kondisi batuan yang basah. Untuk pemasangan secara

permanen masalah yang mungkin timbul adalah korosi.

Mekanisme pengikatan baut batuan split set timbul dari kekuatan geser yang

disebabkan oleh adanya pembebanan yang mendekatai batas beban maksimum baut

batuan, saat baut batuan akan tergelincir.

Gambar II-1 Split set

Keuntungan dari jenis ini adalah pemasangannya sederhana, memberikan kerja

penyanggaan dengan cepat setelah pemasangannya, tak ada perangkat keras lain yang

dibutuhkan melainkan jack leg atau jumbo drill untuk pemasangannya dan mudah

dikombinasikan dengan wire mesh.

II-2

Page 3: BAB II KEADAAN UMUM - digilib.itb.ac.iddigilib.itb.ac.id/files/disk1/619/jbptitbpp-gdl-jemmigumil-30922-3... · Terdapat beberapa alasan penggunaan baut batuan sebagai bahan yang

Sedangkan, kerugiannya adalah relatif lebih mahal jika dibandingkan dengan

jenis baut batuan yang lain, dibutuhkan keakuratan mengenai ukuran diameter lubang

bor sehingga didapatkan pemasangan yang benar dan tepat untuk memperoleh

kekuatan lubang yang didapatkan. Selain itu, pemasangan baut batuan yang panjang

dapat menjadi sulit, dan tidak dapat digunakan dalam pemasangan jangka panjang

kecuali kalau dilindungi oleh anti korosi. (Irwandy Arif, 2002).

2.1.2 Analisis Fungsi Baut Batuan

Baut batuan dianggap sebagai suatu penyangga yang mempunyai dua misi

klasik yaitu menyanggah batuan yang potensial untuk runtuh dan menahan atau

bahkan menghentika perpindahan permukaan lubang bukaan. Kedua fungsi yang

berhubungan dengan kedua hal tersebut adalah :

a. Fungsi penahan

b. Fungsi penekan

Dan harus ditambahkan fungsi ketiga, yaitu :

c. Fungsi penguat

Selanjutnya, proses yang terjadi dan harus digaris bawahi bahwa ketiga fungsi

tersebut berkombinasi satu sama lain. Dan, dalam prakteknya sulit dipisahkan pada

suatu studi nyata dari unjuk kerja baut batuan tersebut.

2.1.2.1 Fungsi Penahan (Suspension)

Pada fungsi ini, baut batuan harus diikatkan pada suatu daerah yang kuat dan

stabil. Baut ini dibebani secara prinsip oleh berat dari batuan yang disanggah, akan

tetapi baut tersebut juga dapat dibebani secara parsial oleh tegangan geser jika

arahnya mempunyai kemiringan terhadap arah gravitasi.

Untuk split set, pembebanan geser pada bidang kontak dirumuskan seperti di

bawah ini

τ μ= x

q…………………………………….....(2-1)

dengan : μ adalah koefisien geser metal batuan

q adalah tekanan radial yang tergantung pada kerapatan split set dalam

lubang bor

II-3

Page 4: BAB II KEADAAN UMUM - digilib.itb.ac.iddigilib.itb.ac.id/files/disk1/619/jbptitbpp-gdl-jemmigumil-30922-3... · Terdapat beberapa alasan penggunaan baut batuan sebagai bahan yang

2.1.2.2 Fungsi Penekanan

Aksi suatu penyanggaan pada permukaan lubang bukaan bawah tanah, melalui

gaya yang diaplikasikan, dikonversikan menjadi tekanan rata-rata yang umumnya

sangat rendah dari nilai tegangan yang telah ada dalam batuan sebelum realisasi dari

penggalian. Hal ini terjadi jika kedalaman mencapai ≥100 m.

Walaupun demikian, tekanan yang rendah ini dinilai cukup dalam banyak

kasus untuk terlibat secara nyata dalam kondisi seimbang dari batuan di sekitar lubang

bukaan.

2.1.2.3 Fungsi Penguatan

a). Analisis global

Fungsi ini meliputi pemasangan baut batuan pada daerah yang memiliki

rangka struktur dan daerah yang mengalami efek pelengkungan dengan penambahan

kapasitas dukung dari daerah yang tidak stabil di sekitar lubang bukaan.

Efek struktur adalah suatu rancangan bentuk aksi baut batuan terhadap batuan

berlapis. Pada batuan yang berlapis, baut batuan mempersatukan mereka yang secara

tidak langsung memperbesar ketebalan dan menaikkan ketahanan terhadap

pelengkungan. Selain itu, baut batuan juga mencegah gerakan antar lapisan dengan

arah sepanjang bidang perlapisan. Hal ini dikarenakan adanya kuat geser dari baut

batuan sehingga menambah tegangan normal pada bidang perlapisan. Dalam hal ini,

perilaku geser pada baut batuan diharapkan merupakan yang terbaik. Selain itu, harus

dihindari juga resiko tergulingnya batuan (toppling failure).

Untuk geometri lubang bukaan yang melengkung secara prinsip diarahkan

pada pembentukan suatu lengkungan artifisial menggunakan penguatan dengan

penekanan. Lengkungan ini diperkuat oleh baut batuan dalam keadaan tertegangkan

yang menyilang dan memperkuat lubang bukaan. Mekanisme ini berasosiasi pada

suatu baut batuan dengan pengikatan ponktuel, dan dari penelitian menunjukkan

bahwa efektivitasnya ditentukan oleh panjang baut batuan sama dengan atau lebih

besar dari dua kali jarak antar baut batuan. (LANG, 1961)

Akhirnya suatu aksi campuran antara penguatan dan penekanan terlihat jelas

dalam konsep pembentukan suatu lengkungan artifisial. Penekanan mengontrol

pelengkungan dari lengkungan, dimana bagian bawah adalah bagian yang paling tidak

terorganisasi sedangkan bagian atas tertekan satu sama lain secara tangensial pada

permukaan batang secara batang curvilinier. Fenomena ini dibentuk dengan

II-4

Page 5: BAB II KEADAAN UMUM - digilib.itb.ac.iddigilib.itb.ac.id/files/disk1/619/jbptitbpp-gdl-jemmigumil-30922-3... · Terdapat beberapa alasan penggunaan baut batuan sebagai bahan yang

penegangan sendiri dari suatu lengkungan di atas lubang bukaan dalam suatu massa

batuan yang cukup kuat.

b) Analisis lokal : efek penyulaman

Studi analitik dari aksi baut batuan yang menyilang pada suatu bidang

diskontinu telah banyak dipelajari antara lain oleh AZUAR (1977), RASOLOFO

(1990). Azuar membedakan gaya yang diperlukan untuk melengkungkan baut batuan

(Tf) dan gaya untuk memecahkah baut batuan pada perpotongan baut batuan dan

bidang diskontinu (Te).

2.2 UDEC (Universal Distinct Element Code)

2.2.1 Metode Elemen Distinct

Definisi dari elemen distinct adalah elemen yang dihasilkan dari pembagian

suatu blok batuan atau material secara internal, dengan bentuk segitiga-segitiga beda

hingga yang digunakan dalam pemodelan numerik sistem diskontinu (Cundall, 1993).

Sedangkan metode elemen distinct merupakan prosedur numerik yang mengizinkan

suatu simulasi komplit dari perilaku suatu media diskontinu.

Konsep metode elemen distinct berdasarkan bahwa tiap tahap waktu

perhitungan cukup kecil sehingga suatu gangguan pada suatu blok tidak akan dapat

sampai pada blok di sampingnya dengan segera. Pada blok-blok rigid, yang

mempunyai siklus perhitungan adalah massa blok dan kekakuan batas kontak antar

blok. Sedangkan pada blok-blok deformable, ukuran elemen dalam blok, kekakuan

sistem yang meliputi model batuan intact dan pada kontak antar blok yang

berpengaruh.

UDEC (Universal Distinct Element Code) merupakan program numerik 2

dimensi berbasis metoda elemen distinct untuk model yang discontinuum. Program

UDEC mensimulasikan tanggapan dari media diskontinu (tidak menerus) seperti

kekar yang terdapat pada massa batuan. Media diskontinu digambarkan sebagai

sebuah kumpulan dari blok-blok diskrit. Diskontinuitas dilambangkan sebagai kondisi

batas antar blok-blok, sehingga memungkinkan terjadinya pergerakan di sepanjang

diskontinuitas dan perputaran antar blok-blok.

Blok-blok individu dapat berperilaku sebagai material kaku (rigid) atau

material yang dapat berubah bentuk (deformable). Blok-blok deformable ini terbagi

lagi menjadi sebuah mesh dari elemen-elemen berbeda yang jumlahnya terbatas. Dan

II-5

Page 6: BAB II KEADAAN UMUM - digilib.itb.ac.iddigilib.itb.ac.id/files/disk1/619/jbptitbpp-gdl-jemmigumil-30922-3... · Terdapat beberapa alasan penggunaan baut batuan sebagai bahan yang

tiap-tiap elemen memberikan tanggapan sebuah penentuan linear atau non-linear

berdasarkan hukum tegangan-regangan. Pergerakan relatif pada diskontinuitas juga

dapat dimunculkan dengan linear atau non-linear grafik hubungan gaya dan

perpindahan untuk pergerakan pada arah gaya normal dan gaya geser. Selain itu,

diizinkan pula terjadinya perpindahan elemen-elemen dari blok deformable tersebut

sehingga dapat terjadi perubahan bentuk blok.

Data-data yang dihasilkan oleh UDEC baru dapat digunakan sebagai data yang

valid jika data diambil dalam kondisi tunak (steady state). Keadaan ini dapat diketahui

dengan cara memplot history unbalanced yang berupa data resultan gaya total. Jika

kurva yang terbentuk sudah landai dan mendekati nol, maka keadaan tunak yang

diharapkan sudah tercapai dan selanjutnya dapat dilakukan pengambilan data.

2.2.2 Perhitungan Numerik

Dalam metode elemen distinct, massa batuan digambarkan sebagai

sekumpulan blok-blok diskrit. Sedangkan kekar diperlihatkan sebagai kontak antara

blok-blok yang diskrit tersebut. Gaya kontak dan gaya perpindahan dari sekumpulan

blok-blok dihasilkan dari perhitungan yang mengikuti pergerakan blok-blok. Hasil

pergerakan melalui penyebaran melalui sistem blok yang terganggu disebabkan oleh

body forces. Hal ini merupakan proses dinamik dimana kecepatan penyebaran

tergantung kepada properti alami dari sistem diskrit.

Keadaan dinamis dari blok-blok dinyatakan secara numerik dalam bentuk

tahapan waktu. Pada tahapan waktu perhitungan, kecepatan dan percepatan dianggap

tetap. Konsep metode elemen distinct berdasarkan bahwa tiap tahap waktu

perhitungan cukup kecil sehingga suatu gangguan pada suatu blok tidak akan dapat

sampai pada blok di sampingnya dengan segera.

Perhitungan dengan metode elemen distinct dilakukan berdasarkan gaya

perpindahan pada semua kontak antara blok-blok dan hukum II Newton pada semua

blok. Gaya perpindahan digunakan untuk menentukan gaya kontak dari perpindahan

yang diketahui atau tetap. Sedangkan hukum II Newton menghasilkan pergerakan

blok-blok dari gaya-gaya yang bekerja pada blok-blok tersebut. Jika suatu blok

bersifat deformable, maka pergerakannya dihitung pada titik ikat dari elemen segitiga

dalam blok tersebut.

2.2.3 Persamaan Gerak

II-6

Page 7: BAB II KEADAAN UMUM - digilib.itb.ac.iddigilib.itb.ac.id/files/disk1/619/jbptitbpp-gdl-jemmigumil-30922-3... · Terdapat beberapa alasan penggunaan baut batuan sebagai bahan yang

Gerakan blok individu ditentukan dari besar dan arah resultan momen out of

balance dari gaya yang bekerja. Untuk blok dalam dua dimensi yang dikenakan oleh

beberapa gaya, seperti gravitasi, gerak satu dimensi dari massa tunggal dihasilkan

oleh gaya F(t). Hukum II Newton dituliskan sebagai berikut :

du Fdt m

=&

…………………………………..........(2-2)

keterangan : u& = kecepatan

t = waktu

m = massa

2 2t tt t

du u vdt t

Δ Δ⎛ ⎞ ⎛ ⎞+ −⎜ ⎟ ⎜ ⎟⎝ ⎠ ⎝ ⎠−

& & &…………………………..(2-3)

Substitusi persamaan (2-3) ke persamaan (2-2)

( )

2 2 .t t tt t Fu u t

m

Δ Δ⎛ ⎞ ⎛ ⎞+ −⎜ ⎟ ⎜ ⎟⎝ ⎠ ⎝ ⎠= + Δ& & ……………………....(2-4)

Dengan penurunan kecepatan pada setengah tahap waktu, memungkinkan

perpindahan sebagai berikut :

( ) ( ) 2 .ttt t tu u u t

Δ⎛ ⎞+⎜ ⎟+Δ ⎝ ⎠= + Δ& ......................................(2-5)

Karena gaya bergantung pada perpindahan, maka perhitungan

gaya/perpindahan dilakukan pada waktu yang bersamaan.

Untuk blok-blok yang berada pada dua dimensi, mengalami beberapa gaya

seperti gaya gravitasi sehingga persamaannya menjadi :

( )

2 2 .t t tt t i

i

Fu u g t

m

Δ Δ⎛ ⎞ ⎛ ⎞+ −⎜ ⎟ ⎜ ⎟⎝ ⎠ ⎝ ⎠

⎛ ⎞= + + Δ⎜ ⎟⎜ ⎟

⎝ ⎠

∑& &

……….....(2–6) ( )

2 2 .tt tt t M

tI

θ θΔ Δ⎛ ⎞ ⎛ ⎞+ −⎜ ⎟ ⎜ ⎟

⎝ ⎠ ⎝ ⎠⎛ ⎞

= + Δ⎜ ⎟⎜ ⎟⎝ ⎠

∑& &

dimana : θ& = kecepatan angular blok

I = momen inersia blok

M∑ = total momen gaya pada blok

II-7

Page 8: BAB II KEADAAN UMUM - digilib.itb.ac.iddigilib.itb.ac.id/files/disk1/619/jbptitbpp-gdl-jemmigumil-30922-3... · Terdapat beberapa alasan penggunaan baut batuan sebagai bahan yang

u& = komponen kecepatan blok

ig = komponen percepatan gravitasi

Gambar II-2 Hubungan Perhitungan Yang Digunakan Pada Formula Distinct Element

Pada persamaan (2–6) dan lainnya, indeks i menunjukkan komponen pada

kerangka koordinat Cartesian dan penyajian terakhir menunjukkan adanya

pengulangan. Kecepatan yang baru pada persamaan (2-6) digunakan untuk

menentukan lokasi terbaru blok sesuai dengan

( ) ( ) 2 .ttt t t

i i iu tχ χΔ⎛ ⎞+⎜ ⎟+Δ ⎝ ⎠= + Δ&

…………….….(2-7)

( ) ( ) 2 .ttt t t tθ θ θ

Δ⎛ ⎞+⎜ ⎟+Δ ⎝ ⎠= + Δ&

dimana : θ = rotasi blok pada pusat, dan

iχ = koordinat pusat blok

Penting untuk diperhatikan bahwa perputaran yang terjadi tidak disimpan,

pernambahan perputaran digunakan untuk memperbaharui posisi blok hingga stabil.

Secara ringkas dapat dikatakan bahwa tiap saat menghasilkan posisi blok terbaru yang

akan membangkitkan gaya-gaya sentuh.

II-8

Page 9: BAB II KEADAAN UMUM - digilib.itb.ac.iddigilib.itb.ac.id/files/disk1/619/jbptitbpp-gdl-jemmigumil-30922-3... · Terdapat beberapa alasan penggunaan baut batuan sebagai bahan yang

Resultan gaya dan momen digunakan untuk menghitung percepatan linear atau

percepatan angular dari tiap-tiap blok. Kecepatan dan perpindahan blok ditentukan

melalui integrasi dari seluruh tahapan waktu. Langkah-lankah ini diulang hingga

diperoleh keadaan yang setimbang atau menghasilkan continuing failure.

Berdasarkan hukum Newton II gaya pada dua bodi (ditunjukkan dengan

subscript a dan b) yang terjadi pada waktu T pada arah yang saling berlawanan

ditunjukkan dengan :

a am u F=&& ......................................................................................(2-8)

a am u F= −&& ....................................................................................(2-9)

Kedua persamaan (2-8) dan (2-9) digabung kemudian diintegralkan

0

T

a am u∫ && dt = 0

T

b bm u∫ && dt....................................................................(2-10)

( ) ( )( ) (0) ( ) (0)T Ta a a b b bm u u m u u− = − −& & & & ...........................................(2-11)

( ) ( ) (0) (0)T Ta a b b a a b bm u m u m u m u+ = +& & & & .............................................(2-12)

Persamaan (2-12) memberikan indikasi bahwa momentum total akhir dengan

waktu yang terus berubah identik dengan momentum total awal.

Kesetimbangan energi yang terjadi pada suatu bodi dengan kecepatan awal 0v

menjadi kecepatan akhir v pada suatu jarak S dengan gaya konstan F dirumuskan

sebagai berilkut :

mv F=& ..........................................................(2-13)

Menggunakan identitas bahwa v v=& dv/ds,

0

v

v

m v∫ dv = 0

S

F∫ ds..........................................(2-14)

Asumsikan bahwa m adalah konstan. Maka,

2 20

1 ( )2

m v v FS− = ........................................(2-15)

Persamaan (2-15) menyatakan fakta bahwa kerja yang dihasilkan oleh gaya

sama dengan perubahan energi kinetik dari bodi.

II-9

Page 10: BAB II KEADAAN UMUM - digilib.itb.ac.iddigilib.itb.ac.id/files/disk1/619/jbptitbpp-gdl-jemmigumil-30922-3... · Terdapat beberapa alasan penggunaan baut batuan sebagai bahan yang

2.2.4 Memodelkan Sifat Kekar

Kekar pada batuan digambarkan secara numerik dalam bentuk permukaan

kontak antara dua sisi blok. Secara umum, untuk setiap pasang blok yang bersentuhan

elemen data dibuat untuk menggambarkan titik kontak. Model kekar dibuat guna

menunjukkan tanggapan dari kekar dalam massa batuan. Tabel 2.1 menunjukkan

model pembentuk kekar yang ada dalam UDEC.

Dalam UDEC, blok-blok yang berdekatan dapat bersentuhan di sepanjang

sisinya atau pada titik diskrit dimana suatu sudut bertemu sisi atau sudut lainnya.

Untuk blok rigid, sebuah kontak dalam UDEC dapat terjadi pada setiap sudut yang

berinteraksi dengan sudut atau sisi dari blok lain. Sedangkan pada blok yang

deformable titik kontak diciptakan pada seluruh titik ikat pada sisi blok yang

bersentuhan. Jumlah titik kontak dapat ditambah sebagai fungsi dari internal blok-

blok yang berdekatan. Masalah khusus dari skema kontak ini adalah tanggapan yang

tidak nyata yang dihasilkan ketika blok bersentuhan. Hal ini merupakan hasil dari

permodelan dimana sudut blok-blok tajam atau memiliki kekuatan yang terbatas.

Kenyataannya, persentuhan sudut-sudut blok akan terjadi sebagai bagian dari

konsentrasi tegangan. Selain itu, kondisi nyata dapat dicapai

II-10

Page 11: BAB II KEADAAN UMUM - digilib.itb.ac.iddigilib.itb.ac.id/files/disk1/619/jbptitbpp-gdl-jemmigumil-30922-3... · Terdapat beberapa alasan penggunaan baut batuan sebagai bahan yang

Tabel II-1 Model Pembentuk Kekar(*)

Sumber: (*) Universal Distinct Element Code, version 2.01. Vol I : User’s Manual. Itasca Consulting Group, Inc.1994

dengan membulatkan sudut blok sehingga blok-blok dapat meluncur secara halus saat

dua sudut yang berlawanan saling berinteraksi. Ujung membulat dipakai oleh UDEC

dengan mengkhususkan busur bulatan untuk setiap ujung blok.

Ujung membulat dipakai dalam UDEC khususnya lengkungan busur untuk

setiap sudut blok. Lengkungan ini dibatasi oleh jarak dari titik puncak ke titik

tangensial dengna ujung yang berhubungan. Untuk hasil yang lebih akurat, panjang

ujung membulat kurang dari 1 % dari panjang sisi blok dalam model.

Dua jenis kontak yang dipergunakan untuk memodelkan perilaku kekar adalah

kontak sudut dengan sudut atau kontak sisi dengan sudut. Keduanya dinamakan

”kontak numerik”. Secara fisik, kontak sisi dengan sisi penting karena berhubungan

dengan kekar batuan tertutup sepanjang seluruh sisinya.

Kekar diasumsikan sebagai perluasan antara dua kontak dan setengahnya dari

masing-masing sisinya memberikan tegangan kontak. Tambahan perpindahan normal

dan perpindahan geser dihitung untuk tiap titik kontak dan panjang yang

bersangkutan.

Model Representative Material Example Application

Kontak titik Material kecil, batuan getas yang

terkompakkan

Kestabilan lereng dari batuan

terkekarkan

Kontak daerah Kekar, sesar, bidang dasar dalam

batuan

Mekanika batuan umum (e.g.,

penambangan bawah tanah)

Kontak daerah

dengan perpindahan

material lemah

Kekar batuan yang menunjukkan

kekuatan puncak/sisa diskrit

Mekanika batuan umum

Hasil menerus Kekar batuan yang menunjukkan

peningkatan kerusakan dan

perilaku histerik dalam

Lingkaran pemuatan dan

pembalikan muatan dengan

putaran histarik utama,

analisis dinamik

Barton-Bandis Kekar batuan yang didefinisikan

oleh properti indeks Barton-

Bandis

Analisis aliran kekar dengan

celah hidrolik

II-11

Page 12: BAB II KEADAAN UMUM - digilib.itb.ac.iddigilib.itb.ac.id/files/disk1/619/jbptitbpp-gdl-jemmigumil-30922-3... · Terdapat beberapa alasan penggunaan baut batuan sebagai bahan yang

2.2.5 Blok Deformable

Dalam metode elemen distinct, blok dapat rigid atau deformable. Formula

dasar untuk blok-blok rigid telah diberikan oleh Cundall (1978). Formula ini

menggambarkan medium sebagai kumpulan blok-blok distinct yang tidak akan

merubah geometri blok-blok tersebut sebagai hasil dari pembebanan. Maka dari itu,

formula ini paling baik dipakai pada daerah dimana perilaku sistem didominasi oleh

bidang diskuntinu sedangkan untuk material elastik dapat diabaikan.

Untuk beberapa hal, deformasi dari blok-blok individu tidak dapat diabaikan

karena tidak dapat diasumsikan sebagai blok kaku. Blok fully deformable

dikembangkan oleh UDEC untuk mengijinkan deformasi internal tiap blok dalam

model.

Ketika berhadapan dengan batuan yang memiliki banyak kekar dan spasi

rapat, maka sebaiknya dipilih tipe blok kaku, karena dengan kekar-kekar tersebut

massa batuan akan dipecah menjadi bagian-bagian yang kecil sehingga akan

mempengaruhi pergerakan bongkahan-bongkahan batuan.

Namun demikian, sebenarnya kita dapat menggunakan blok deformable untuk

kondisi-kondisi seperti ini, hanya saja perhitungan akan menjadi sangat lama. Hal ini

terjadi karena selain harus membuat bongkahan-bongkahan batuan, bongkahan

tersebut harus dibagi menjadi beberapa elemen segitiga beda hingga untuk

mengontrol perubahan geometrinya.

2.2.6 Peredaman Mekanik

Peredaman mekanik digunakan dalam elemen distinct untuk memecahkan dua

masalah umum yaitu penyelesaian statik dan penyelesaian dinamik. Bentuk

peredaman yang digunakan untuk tiap kelas berbeda. Untuk analisis statik,

pendekatan konseptual sama dengan relaksasi dinamis, seperti yang diajukan oleh

Otter dkk (1996). Persamaan gerak diredam untuk untuk mencapai keseetimbangan

gaya secepat mungkin di bawah kondisi awal penggunaan dan kondisi batas.

Untuk analisis dinamik, peredaman dalam simulasi numerik akan dihasilkan

kembali kira-kira sebesar energi yang hilang dalam sistem alami pada saat

pembebanan dinamis. Hal ini akan menimbulkan kesulitan dalam penafsiran (Cundall,

1976)

II-12

Page 13: BAB II KEADAAN UMUM - digilib.itb.ac.iddigilib.itb.ac.id/files/disk1/619/jbptitbpp-gdl-jemmigumil-30922-3... · Terdapat beberapa alasan penggunaan baut batuan sebagai bahan yang

Tahap yang diperlukan untuk perhitungan kestabilan deformasi blok adalah

sebagai berikut :

1/ 2

2 min in

i

mtk

⎛ ⎞Δ = ⎜ ⎟

⎝ ⎠..........................................(2-16)

dengan im adalah massa yang berhubungan dengan node blok, dan

ik adalah ukuran kekakuan elemen di sekitar node

Rasio kekakuan massa bertalian dengan eigen frequency maksimum, maxω ,

dari sebuah sistem linear elastik. Ukuran kekakuan ik terhadap kekakuan batuan utuh

dan ketidakmenerusan harus dihitung terhadap keduanya. Perhitungannya seperti

penjumlahan dari dua komponen

( )i xi jik k k= +∑ ..............................................(2-17)

Istilah pertama pada sisi kanan mewakili penjumlahan dari kekakuan semua elemen

yang berhubungan dengan node i

2max

min

8 43 3xi

bk K Gh

⎛ ⎞= +⎜ ⎟⎝ ⎠

.....................................(2-18)

dengan K dan G berurutan adalah modulus Bulk dan modulus geser elastik material

maxb adalah zona tepi terbesar

minh adalah tinggi minimum elemen segitiga

Sedangkan kekakuan kekar, jik , hanya ada untuk node-node yang berlokasi pada

batas blok, dimana terjadi karena hasil dari kekakuan normal atau kekakuan geser

(yang lebih besar) dan penjumlahan lengan dari tepi dua blok.

Untuk menghitung perpindahan relatif antar blok, tahap waktu batas dihitung

dengan persamaan sebagai berikut :

( )1/ 2

min

max

2bMt fracK

⎛ ⎞Δ = ⎜ ⎟

⎝ ⎠..................................(2-19)

Dimana minM adalah massa blok yang paling kecil dari sistem, dan

maxK adalah kekakuan kontak maksimum

II-13

Page 14: BAB II KEADAAN UMUM - digilib.itb.ac.iddigilib.itb.ac.id/files/disk1/619/jbptitbpp-gdl-jemmigumil-30922-3... · Terdapat beberapa alasan penggunaan baut batuan sebagai bahan yang

”Frac” dalam persamaan di atas adalah nilai yang diberikan oleh pemakai

untuk menghitung kontak blok tunggal dengan beberapa blok. Tahap waktu

pengamatan untuk analisis elemen distinct adalah sebagai berikut :

( )min ,n bt t tΔ = Δ Δ ...........................................(2-20)

2.2.7 Sistem Satuan

Sistem satuan yang digunakan dalam penelitian ini adalah SI. Untuk sistem

satuan yang lain telah dikonversikan ke dalam sistem SI. Tabel 2.3 di bawah ini

menunjukkan berbagai sistem SI yang dipakai dalam UDEC dan konversi satuan dari

sistem British ke sistem SI

Tabel II-2 Sistem Satuan – Parameter Mekanika

SI British

Panjang m m m cm ft In

Densitas Kg/m3 103Kg/m3 106Kg/m3 106 gr/m3 Slugs/ft3 Snails/in3

Gaya N kN MN Mdynes lbf Lbf

Tegangan Pa kPa Mpa bar Lbf/ft2 Psi

Gravitasi m/sec2 m/sec2 m/sec2 cm/s2 ft/sec2 in/sec2

Kekakuan* Pa/m kPa/m Mpa/m bar/cm lbf/ft3 lb/in3

Dengan 1 bar = 106 dynes/cm2 = 105 N/m2 =105 Pa,

1 atm = 1.013 bars = 14.7 psi = 2116 lbf/ft2 =1.01325 x 105 Pa,

1 slug = 1 lbf – s2/ft = 14.59 kg,

1 snail = 1 lbf – s2/in, and

1 gravity = 9.81 m/s2 = 981 cm/s2 = 32.17 ft/s2

2.2.8 Model Material

Program UDEC dapat memodelkan berbagai jenis model material. Model

material dipilih berdasarkan pertimbangan data-data yang tersedia sesuai aplikasi

permodelan, seperti : kontruksi bawah tanah, panambangan, kemantapan lereng,

pondasi, pembuatan bendungan. Terdapat 7 (tujuh) model material yang dapat

dimodelkan dengan pemrograman UDEC seperti tertera pada tabel 2.4 di bawah ini

II-14

Page 15: BAB II KEADAAN UMUM - digilib.itb.ac.iddigilib.itb.ac.id/files/disk1/619/jbptitbpp-gdl-jemmigumil-30922-3... · Terdapat beberapa alasan penggunaan baut batuan sebagai bahan yang

2.2.9 Penskalaan Massa

Salah satu cara untuk mengurangi waktu perhitungan adalah dengan menskala massa (density) material padat. Penskalaan massa dapat dibuat dengan perintah

Tabel II-3 Model Material

MSCALA. Penskalaan massa berubah secara otomatis pada saat pendaman

global yang ditentukan dengan perintah DAMP AUTO.

2.2.10 Konvensi Tanda

Konvensi tanda yang digunakan dalam UDEC harus selalu diingat saat

memasukkan data atau mengevaluasi hasil. Tabel berikut menunjukkan konvensi

tanda dalam pemrograman UDEC

Tabel II-4 Konvensi Tanda dalam UDEC

Model Material yang

Direpresentasikan Contoh Aplikasi

Null Kosong Lubang, penggalian, daerah

dimana material akan ditambah pada tahap

selanjutnya

Elastik Homogen, isotropik, perilaku tegangan-regangan linear

Analisis batuan terkekarkan dengan kekuatan batuan

intact lebih besar daripada kekar, faktor keamanan

dihitung

Plastisitas Drucker-Prager

Aplikasi terbatas, lempung dengan sudut geser dalam yang

rendah

Model untuk membandingkan dengan program elemen hingga

Plastisitas Mohr-Coulomb

Material berbutir yang lepas dan tersementasi, tanah, batuan

Mekanika tanah dan batuan (kestabilan lereng dan

penggalian bawah tanah)

Material terkekarkan Material berlapis-lapis Penggalian pada tingkat dasar

Regangan keras/lembut

Material berbutir yang menampilkan material tidak

linear yang keras/lembut

Studi setelah longsoran (peningkatan runtuhan)

Hasil ganda

Material berbutir tersementasi dengan tekanan yang

menyebabkan pengurangan volume secara permanen

Penimbunan kembali secara hidrolik, elevasi penimbunan

batuan

II-15

Page 16: BAB II KEADAAN UMUM - digilib.itb.ac.iddigilib.itb.ac.id/files/disk1/619/jbptitbpp-gdl-jemmigumil-30922-3... · Terdapat beberapa alasan penggunaan baut batuan sebagai bahan yang

Block Motion Gerakan positif adalah ke atas dan ke kanan

Direct Stress Tegangan positif menunjukkan tarikan, dan negatif jika berupa tekanan

Shear Stress Tegangan geser yang positif terlihat seperti pada Gambar 2.8

Direct Strain Regangan positif menunjukkan perpanjangan dan pemendekkan berarti regangan negatif

Shear Strain Regangan geser terlihat pada Gambar 2.9

Tegangan Normal Kekar

Bernilai positif untuk tekanan

Tegangan Geser Kekar

Tegangan geser kekar positif jika searah dengan pergerakan relatif

Perpindahan Geser Kekar

Perpindahan geser kekar positif jika searah dengan pergerakan relatif

Sumber : UDEC, version 2.01. Vol I : User’s Manual, Itasca Consulting Group, 1993

II-16

Page 17: BAB II KEADAAN UMUM - digilib.itb.ac.iddigilib.itb.ac.id/files/disk1/619/jbptitbpp-gdl-jemmigumil-30922-3... · Terdapat beberapa alasan penggunaan baut batuan sebagai bahan yang

xyτ

yxτ

xyτ

yxτ

Gambar II-3 Konvensi Tanda Untuk Shear Stress Bernilai Positif

+

Gambar II-4 Perpanjangan Yang Berasosiasi Dengan Regangan Geser Positif dan Negatif

II-17

Page 18: BAB II KEADAAN UMUM - digilib.itb.ac.iddigilib.itb.ac.id/files/disk1/619/jbptitbpp-gdl-jemmigumil-30922-3... · Terdapat beberapa alasan penggunaan baut batuan sebagai bahan yang

Lumajang(Pasir Besi)

Logam Mulia(Pemurnian dan

Pengolahan) Gee (Bijih Nikel)

Pongkor (Emas)

Kijang (Bauksit)

Pomalaa(Feronikel dan Bijih

Tanjung Buli(Nikel)

Gebe (Bijih Nikel)

Pasca Tambang

Kutoarjo(Pasir Besi)

Cilacap (Pasir Besi) Pasca Tambang

2.3 Profil PT Aneka Tambang (ANTAM)

PT Aneka Tambang (ANTAM) adalah sebuah perusahaan tambang nasional

yang bergerak dalam bidang usaha pertambangan berbagai jenis bahan galian serta

menjalankan usaha bidang industri, perdagangan, pengangkutan dan jasa yang

berkaitan dengan pertambangan berbagai jenis bahan galian tersebut.

PT ANTAM didirikan pada tanggal 5 Juli 1968 dengan modal dasar Rp 3.800

miliar. Kepemilikan saham perusahaan ini sebesar 65 % oleh pemerintah dan sisanya

diberikan ke publik.

Saat ini, PT ANTAM berkedudukan di Jakarta atau tepatnya di jl. Letjen TB

Simatupang No.1, Lingkar Selatan, Tanjung Barat, Jakarta 12530, Indonesia.

Beberapa daerah operasi yang kini dimiliki PT ANTAM adalah tambang emas di

Pongkor, tambang nikel dan ferronikel di Pomalaa, tambang nikel di P Gebe, P Gee

dan Tanjung Buli, tambang Bauksit di P Kijang, dan tambang pasir besi di tiga tempat

yaitu Cilacap, Lumajang dan Kutoarjo.

Gambar II-5 Lokasi Daerah Pertambangan PT ANTAM di Indonesia (2005)

II-18

Page 19: BAB II KEADAAN UMUM - digilib.itb.ac.iddigilib.itb.ac.id/files/disk1/619/jbptitbpp-gdl-jemmigumil-30922-3... · Terdapat beberapa alasan penggunaan baut batuan sebagai bahan yang

2.4 Profil UBPE Pongkor

Unit Bisnis Pertambangan Emas (UBPE) Pongkor terletak di Gunung

Pongkor, tepatnya di Sorongan, Desa Bantar Karet, Kecamatan Nanggung, Kabupaten

Bogor, Provinsi Jawa Barat. Lokasi ini terletak sekitar 25 Km di sebelah selatan

Leuwiliang, berjarak kira-kira 55 Km ke arah barat dari Kota Bogor atau sekitar 90

Km dari Ibukota Negara, Jakarta. Jalur jalan yang ada dapat dilalui oleh kendaraan

bermotor roda empat karena merupakan jalan beraspal. Izin usaha didapatkan pada 20

April 1992 untuk jangka waktu 30 tahun bahan galian emas dan perak. Luas area

penambangan kira-kira 4.058 ha.

Indikasi terdapatnya emas pada gunung Pongkor ditemukan oleh Unit Geologi PT

Aneka Tambang (ANTAM) pada tahun 1981 dan mulai beroperasi pada bulan Mei

1994.

Gambar II-6

Lokasi Daerah Penambangan UBPE Pongkor

2.5 Iklim

Berdasarkan data iklim diperoleh dari Pusat Meteorologi dan Geofisika stasiun

klimatologi Darmaga, Bogor, curah hujan daerah Bogor dan sekitarnya berkisar antara

3200 – 4229 mm/tahun. Curah hujan rata-rata terendah terjadi pada bulan Juni -

Agustus dan curah hujan rata-rata tertinggi tertinggi terjadi pada bulan November –

Desember. Musim hujan jatuh pada bulan Juni – September dan musim kemarau jatuh

pada bulan Oktober – April. Suhu udara tahunan rata-rata berkisar 24,8 – 25,9oC.

Suhu rata-rata terendah berkisar antara 20,8 – 22,4 oC yang dicapai pada bulan

Januari. Sedangkan, suhu rata-rata tertinggi berkisar antara 28,8 – 31,9 oC yang

II-19

Page 20: BAB II KEADAAN UMUM - digilib.itb.ac.iddigilib.itb.ac.id/files/disk1/619/jbptitbpp-gdl-jemmigumil-30922-3... · Terdapat beberapa alasan penggunaan baut batuan sebagai bahan yang

dicapai pada bulan September dan Oktober. Kelembaban rata-rata bulanan berkisar

antara 80,8 – 89,2 % sedangkan kelembaban rata-rata tahunan sekitar 86 %.

2.6 Kondisi Alam

Wilayah bogor dan sekitarnya memiliki bentang alam yang dapat dibedakan

menjadi dua, yaitu zona utara dan sona selatan. Zona utara merupakan bentang yang

datar dengan ketinggian berkisar antara 50 – 75 m sedangkan zona selatan merupakan

bentang yang bergelombang sampai bergunung dengan ketinggian sekitar 2000 m.

Gunung yang terdapat di wilayah Bogor antara lain Gunung Salak (2211 m), Gunung

Lemo (1981 m), dan Gunung Halimun (1920 m).

2.6.1 Fisiologi dan Morfologi

Daerah Gunung Pongkor merupakan rangkaian dari Gunung Halimun yang

merupakan daerah perbukitan sedang sampai terjal dengan komposisi 15 % daerah

datar berombak, 60 % daerah berombak – berbukit, dan 25 % daerah berbukit –

bergunung. Gunung Pongkor memiliki ketinggian 750 meter di atas permukaan laut

dengan kemiringan berkisar antara 40 – 60 %. Gunung Pongkor tersusun dari kawasan

Taman Nasional, kawasan Hutan Lindung, dan areal pesawahan. Pada daerah ini

terdapat dua sungai induk, yaitu sungai Cikaniki di sebelah barat dan sungai Ciguha di

sebelah Timur.

2.6.2 Geologi

Geologi daerah Pongkor dan sekitarnya tersusun dari batuan api piroklastik

bersifat andesitik sampai dasitik yang dapat dikelompokkan kedalam satuan batuan

tufa breksi, aglomerat, andesit, breksi andesitik, dan dasit.

Satuan batuan tufa breksi menyebar di bagian selatan terutama di sepanjang

Sungai Cikaniki. Satuan ini diterobos dan terpotong oleh urat kuarsa yang

mengandung emas. Satuan batuan tufa breksi terutama disusun oleh tufa, tufa lapili,

tufa breksi, aglomerat, dan sisipan lempung. Sisipan batu tufaan lebih banyak

ditemukan jika semakin ke sebelah barat laut. Tufa breksi disusun oleh komponen-

komponen andesit, batu lempung lanauan, batuan tersilifikasi dan tufa yang

berbentuk menyudut sampai membundar tanggung berukuran 2-3 cm. Komponen-

komponennya yang terdapat dalam matriks yang disusun oleh mineral batuan

berukuran halus.

II-20

Page 21: BAB II KEADAAN UMUM - digilib.itb.ac.iddigilib.itb.ac.id/files/disk1/619/jbptitbpp-gdl-jemmigumil-30922-3... · Terdapat beberapa alasan penggunaan baut batuan sebagai bahan yang

Ubahan (alterasi) hidrothermal dari tipe-tipe batuan terjadi melalui proses

utama propilitasi (mineral teralterasi menjadi klorit), argilitrasi (mineral teralterasi

menjadi lempung), dan silisifikasi (pengubahan silica).

Derajat pelapukan massa batuan sangat bervariasi dan kompleks. Umumnya

batuan terlapukkan sempurna di permukaan dan derajat pelapukan menurun sesuai

dengan penambahan kedalaman batuan.

Struktur geologi yang tampak terdiri dari kekar dan sesar. Sesar dengan arah N

190oE dan N 255 oE dengan sudut kemiringan tegak lurus dan telah terisi oleh urat

kuarsa ditemukan di L 500 Pasirjawa. Sesar yang ditemukan dicirikan oleh adanya

pergeseran antara 2-5 m ke arah vertikal pada lapisan batu lempung. Pola penyebaran

kekar memperlihatkan arah umum sejajar dengan penyebaran urat dan bidang

perlapisan batuan yang umumnya terisi kuarsa, lempung mangan oksida, pirit, dan

limonit.

Mineralisasi emas dan perak di Gunung Pongkor ditemukan dalam batuan

gunung api yang disusun oleh aglomerat breksi polomik, tufa breksi, dan lava andesit.

Anomali kadar emas ditemukan dalam urat kuarsa yang berada dalam suatu zona

ubahan hidrothermal yang meliputi daerah seluas 11 Km x 6 Km. Pada zona ubahan

ini ditemukan urat kuarsa yang berpola saling sejajar dengan jurus umum barat laut

tenggara

2.6.3 Mineralisasi

Mineralisasi emas pada pada daerah Pongkor ditemukan pada urat kuarsa uang

terdiri dari Urat Pasirjawa, Urat Ciguha Utama, Urat Ciguha Timur, Urat Kubang

Cicau dan Urat Ciurug.

2.6.3.1 Urat Pasirjawa

Urat Pasirjawa memanjang sekitar 1200 meter dengan lebar antara 2 m sampai

18 m. Dan arah N 170oE, kemiringan 70o sampai 75o ke arah barat. Jenis litologi

terdiri dari tufa, tufa lapili, tufa breksi, andesit, sisipan batu lempung, dan urat kuarsa,

umumnya telah mengalami perubahan argilitrasi (mineral teralterasi menjadi

lempung) dan propilitasi (mineral teralterasi menjadi klorit limonit). Peretakan batuan

sangat rapat yang sebagian besar terisi oleh kuarsa, liminit, oksida mangan, dan

lempung terutama di sekitar kontak urat. Urat Pasirjawa yang merupakan bijih dengan

kadar lebih dari 4 gr/ton Au, memiliki lebar antara 2-8 m dan panjang 206 m.

II-21

Page 22: BAB II KEADAAN UMUM - digilib.itb.ac.iddigilib.itb.ac.id/files/disk1/619/jbptitbpp-gdl-jemmigumil-30922-3... · Terdapat beberapa alasan penggunaan baut batuan sebagai bahan yang

Gambar II-7 Peta Geologi Daerah Pongkor dan Sekitarnya

2.6.3.2 Urat Ciguha utama

Urat Ciguha utama mempunyai bentangan panjang sekitar 1500 m dengan

lebar antara 1,0 sampai 7,5 m dan arah N 142oE, kemiringan antara 70o sampai 85o.

Jenis litologi terdiri dari tufa lapili, tufa breksi, tufa andesitik, dan urat kuarsa. Ubahan

batuan klorisasi dan piritasi disertai urat-urat tipis kuarsa dengan kerapatan 1-3 m dan

lebar 1-40 cm, yang memperlihatkan arah penyebaran sejajar dengan urat kuarsa,

II-22

Page 23: BAB II KEADAAN UMUM - digilib.itb.ac.iddigilib.itb.ac.id/files/disk1/619/jbptitbpp-gdl-jemmigumil-30922-3... · Terdapat beberapa alasan penggunaan baut batuan sebagai bahan yang

sangat umum dijumpai sepanjang terowongan. Zona bijih pada urat utama adalah

sepanjang 135 m dengan kadar rata-rata 4,0-28,18 gr/ton Au dan pada urat timur

sepanjang 235 m dengan kadar rata-rata 4,0 – 28,46 gr/ton Au.

2.6.3.3 Urat Ciguha Timur

Urat Ciguha Timur memanjang sekitar 900 m dengan lebar antara 1,0 – 2,5 m

dan arah N 170 oE, kemiringan 70o sampai 75o ke arah barat. Urat ini terdapat dalam

batuan breksi dan tufa andesitik yang telah mengalami perubahan kloritisasi dan

piritisasi. Urat berkadar bijih 4,0 – 23,48 gr/ton Au sepanjang 100 m pada drift vein

menipis ke arah barat.

2.6.3.4 Urat Kubang Cicau

Urat Kubang Cicau merupakan suatu sistem urat yang terdiri dari urat utama

berarah utara – selatan dengan sudut kemiringan antara 65o – 75o ke arah timur

dengan lebar antara 2 – 10 m dan beberapa urat lainnya dengan arah antara N330oE

sampai N355oE dengan sudut kemiringan 60o sampai 70o ke arah timur. Penyebaran

ini dapat diikuti sekitar 2500 m.

2.6.3.5 Urat Ciurug

Urat Ciurug memanjang kurang lebih 2500 m dengan arah N330oE sampai

N350oE, sudut kemiringan antara 55o sampai 70o ke arah timur dengan lebar antara 2 -

25 m.

Urat-urat kuarsa yang ditemukan umumnya telah mengalami pelapukan dan

peretakan yang sangat lanjut dan sering dijumpai adanya rongga-rongga akibat

pelarutan oleh air tanah. Urat kuarsa berwarna putih abu-abu keclokatan sampai

kehitaman. Mineral penyusun dan ubahan dalam urat terdiri dari kuarsa, kalsedon, dan

mineral karbonat yang sebagian besar telah berubah menjadi kuarsa, adularia, barit,

klorit, mineral lempung, oksida mangan dan limonit.

2.7 Metode Penambangan

UBPE Pongkor menerpakan sistem penambangan bawah tanah dengan metode

cut dan fill. Metode cut and fill merupakan salah satu sistem penambangan bawah

tanah yang memerlukan penyanggan. Penggalian bijih dilakukan secara horizontal

mengikuti badan bijih. Setiap kemajuan penambangannya dikuti dengan pengisian

II-23

Page 24: BAB II KEADAAN UMUM - digilib.itb.ac.iddigilib.itb.ac.id/files/disk1/619/jbptitbpp-gdl-jemmigumil-30922-3... · Terdapat beberapa alasan penggunaan baut batuan sebagai bahan yang

lombong oleh material pengisi (filling material) untuk menyangga batuan samping.

Material pengisi ini berasal dari sisa pengolahan bijih ditambah dengan semen yang

dialirkan melalui sistem pemipaan.

Kemajuan penambangan dengan metode ini diukur dari level bawah ke atas

(overhand slopping) membentuk lapisan-lapisan penambangan (slice). Untuk

mencapai bijih dibuat sebuah Main Haulage Level (MHL) sebagai lubang bukaan

utama untuk keperluan pengangkutan karyawan, peralatan, ventilasi, penirisan dan

keperluan- keperluan lain baik kegiatan produksi maupun development yang

dikerjakan. Dalam pelaksanaan produksi, pada masing-masing urat (vein) dibuat

pembagian lokasi produksi berupa level, yang merupakan cross cut ke arah bijih, dan

setelah bijih ditemukan kemudian dilanjutkan pembuatan drift menyusuri penyebaran

bijih tersebut.

Berdasarkan data geoteknik yang dihasilkan dari tahap eksplorasi dan

perencanaan awal diperoleh bahwa tambang emas Pongkor menerapkan dimensi

lubang bukaan untuk MHL lebar dan tinggi 4 m, dan drift footwall (DFW) lebar 4 m

dan tinggi 3,5 m. Untuk menstabilkan lubang bukaan dan meninggikan lantai kerja,

dimensi lombong setelah pengisian rongga oleh material pengisi diharapkan

mempunyai tinggi 2,5 m dan lebarnya disesuaikan dengan ukuran badan bijih.

Mekanisme penambangan pada lokasi penambangan Ciurug mengikuti siklus

yang meliputi tahapan aktivitas pemboran, peledakan, scalling, penyanggaan bila

diperlukan), pemuatan dan pengangkutan, serta pengisian kembali (backfill).

2.7.1 Pemboran (Drilling)

Drilling (pengeboran) merupakan proses awal dari siklus penambangan yang

terjadi di UBPE Pongkor. Dalam hal ini, pemboran dimaksudkan untuk keperluan

peledakan. Proses pengeboran ini memang biasa dilakukan bila menghadapi suatu

endapan bahan galian yang keras dan kompak. Arah pemboran untuk lubang ledak

atau lubang tembak dapat vertikal, horisontal, atau miring.

Pemilihan peralatan bor untuk tambang bawah tanah adalah suatu hal yang

kompleks. Beberapa faktor yang mempengaruhi pemilihan alat bor adalah :

a. Diameter lubang ledak

b. Kedalaman lubang ledak

c. Jenis batuan

d. Kondisi lapangan dan jalan masuk

II-24

Page 25: BAB II KEADAAN UMUM - digilib.itb.ac.iddigilib.itb.ac.id/files/disk1/619/jbptitbpp-gdl-jemmigumil-30922-3... · Terdapat beberapa alasan penggunaan baut batuan sebagai bahan yang

e. Fragmentasi dan produksi yang dibutuhkan atau yang telah ditentukan

f. Biaya pemboran

Di UBPE Pongkor, alat bor yang digunakan ada dua macam, yaitu jack leg dan

jumbo drill. Jack leg merupakan mesin bor manual yang dioperasikan dengan

menggunakan tangan manusia. Jumbo drill yang digunakan bermerk Tamrock tipe

monomatik 105 dengan mata bor jenis button bit dengan diameter 45 m. pola

pemboran yang dilakukan adalah pola empat persegi panjang (rectangular pattern)

dengan arah pemboran horisontal.

2.7.2 Peledakan (Blasting)

Setelah proses pengeboran selesai dilakukan, kegiatan dilanjutkan dengan

proses peledakan (blasting). Proses ini dimulai dengan pemuatan atau pengisian bahan

peledak ke dalam lubang tembak. Setelah itu dilanjutkan dengan menyambung

rangkaian peledakan sesuai dengan kebutuhan peledakan dan kuantitas batu yang

diledakkan. Setelah rangkaian-rangakaian terpasang dengan baik, lalu tempat

peledakan dikosongkan dari manusia dan alat-alat lain kemudian dimulailah

peledakan.

Peledakan batuan menggunakan bahan peledak Powergell Magnum sebagai

primer, ANFO Dahana, serta detonator listrik dan NONEL buatan Dyno Nobel.

Blasting Machine yang digunakan sebagai alat pemicu peledakan adalah Blasting

Machine merk Nippon Kayaku Co.Ltd.

2.7.3 Scalling

Scalling adalah kegiatan menjatuhkan batuan yang menggantung pada crown

wall, termasuk batuan yang mungkin akan jatuh bila di sekitar batuan tersebut terjadi

gangguan seperti dilakukannya pemboran pada tahap selanjutnya. Scalling

dilaksanakan setelah pembersihan terowongan dari gas-gas hasil peledakan (smoke

clearing).

2.7.4 Penyanggaan

Kegiatan penyanggaan ini hanya dilakukan pada lokasi-lokasi tertentu yang

diperkirakan dapat mengalami keruntuhan. Jenis-jenis penyangga yang digunakan

adalah penyangga kayu seperti three piece set dan cribbing, penyangga baja berupa

steel set, dan penyangga beton berupa beton tembak (shotcrete). Ukuran tiap-tiap

II-25

Page 26: BAB II KEADAAN UMUM - digilib.itb.ac.iddigilib.itb.ac.id/files/disk1/619/jbptitbpp-gdl-jemmigumil-30922-3... · Terdapat beberapa alasan penggunaan baut batuan sebagai bahan yang

penyangga berbeda-beda disesuaikan dengan ukuran lubang bukaan yang disangga

dan besarnya bidang diskontinu. Penyangga baja dan penyangga kayu biasanya

igunakan pada terowongan seperti cross cut, dan drift sedangkan untuk lokasi

lombong biasanya hanya diberi perkuatan seperti split set, rock bolt, span, dan wire

mesh.

Untuk kegiatan produksi pada lombong, tepatnya pada kegiatan sebelum

peledakan untuk kemajuan pengambilan urat kuarsa, split set digunakan untuk

menyangga batuan samping yang lapuk agar tidak runtuh setelah peledakan.

2.7.5 Pemuatan dan pengangkutan

Kegiatan pengumpulan material lepas hasil peledakan dan pengangkutannya

menuju titik pemuatan ke lori dilakukan dengan Load Haul Dump (LHD) Toro tipe

301 DL dan EJC 100. selanjutnya lori buatan PT Inka Madiun berkapasitas 3 m3 yang

sudah terisi broken ore ditarik keluar tambang oleh Trolley Locomotive berpenggerak

tenaga listrik.

2.7.6 Pengisian kembali

Lombong yang telah ditambang selanjutnya diisi dengan material pengisi yang

berasal dari limbah pabrik (sand tailing) yang telah dipisahkan dari material halusnya

(-10 mikron) sebanyak 60 %. Pengisian tersebut dimaksudkan untuk menjaga batuan

samping dan menaikkan lantai kerja lombong sehingga bijih pada slice selanjutnya

dapat dijangkau.

Pengisian kembali (backfill) pada lokasi ciurug menggunakan pipa

penyemprot filling yang dipompa dari luar. Penimbunan dilakukan sampai tinggi

lantai lombong setelah ditimbun terhadap atap lombong berjarak 2,5 meter yang

merupakan tinggi ideal dari jangkauan alat bor jumbo drill. Dalam hal ini jumbo drill

diusahakan mencapai atap lombong agar pemasangan pelindung (wire mesh) dan

penguatan (split set) pada atap lombong dapat dilakukan.

II-26