BAB IIIKAJIAN PUSTAKA

2 3 3.1 Alat Gali MuatJenis alat ini dikenal juga dengan excavator. Beberapa alat mekanis digunakan untuk menggai tanah dan batuan. Yang termasuk dalam kategori ini adalah power shovel, backhoe, dragline dan clamshell (Basuki, 2004 : 2)Alat gali ini mempunyai bagian-bagan utama, antara lain:a. Bagian atas yang dapat berputar (revolving unit)b. Bagian bawah untuk berpindah tempat (travelling unit)c. Bagian-bagian tambahan (attachment) yang dapat diganti sesuai pekerjaan yang akan dilaksanakan.(Wigroho, 1992 : 49)3.2 Alat AngkutAlat angkut adalah alat yang digunakan untuk memindahkan material hasil penambangan ke tempat penimbunan atau pengolahan.Pengangkutan batuan, endapan bijih, waste, dan lain-lain merupakan suatu hal yang sangat mempengaruhi operasi penambangan. Untung rugi suatu perusahaan tambang terletak juga pada lancar tidaknya pengangkutan yang tersedia.Untuk pengukuran jarak dekat (kurang dari 5 km) dapat dipakai truck dan power scraper. Untuk pengangkutan jarak sedang (5 20 km) dapat dipakai truk berukuran besar, dan belt conveyor. Sedangkan untuk jarak jauh (> 20 km) dipergunakan kereta api atau pipa. (Partanto,1989 : 29 ).3.3 Produktivitas Alat Gali Muat dan Alat Angkut3.3.1Alat Gali Muat Untuk menghitung produktivitas back hoe, pertama-tama kita harus membatasi terhadap kondisi yang ada pada setiap keadaan pekerjaan. Back hoe sama seperti power shovel dimana jenis material mempengaruhi didalam perhitungan produktivitas. Penentuan waktu siklus backhoe didasarkan pada pemilihan kapasitas bucket (Basuki, 2004 : 35 )Untuk perhitungan produksi per siklus alat gali muat dapat menggunakan persamaan dibawah ini: (Anonim, 2002 : 15A-9)

.Persamaan 3.1q = q1 x KKeterangan :q=Produksi per siklus (m3)q1=Kapasitas Munjung Bucket (m3)K=Bucket Fill FactorKemudian untuk perhitungan produktivitas alat gali muat dapat menggunakan persamaan dibawah ini : (Anonim, 2002: 15A-9)

.Persamaan 3.2 x q x E

Keterangan :Q=Produktivitas alat gali muat (m3/jam)q=Produksi per siklus (m3)E=Efisiensi KerjaCT=Cycle time (detik)

3.3.2Alat AngkutProduktivitas dari truk dipengaruhi oleh waktu siklusnya. Waktu siklus dump truck terdiri dari waktu pemuatan, waktu pengangkutan, waktu pembongkaran muatan, waktu perjalanan kembali dan waktu antri (Basuki, 2004 : 83)Untuk perhitungan produksi per siklus alat gali muat dapat menggunakan persamaan dibawah ini: (Anonim, 2002: 15A-13)

.Persamaan 3.3q = n x q1 x K

Keterangan :q=Produksi per siklus alat angkut (m3)q1=Kapasitas Munjung Bucket (m3)K=Bucket Fill Factorn=Jumlah pengisian bak oleh bucket /PassingKemudian untuk perhitungan produktivitas alat angkut dapat menggunakan persamaan dibawah ini : (Anonim, 2002 : 15A-19)

.Persamaan 3.4 x q x E

Keterangan :Q=Produktivitas alat Angkut (m3/jam)q=Produksi per siklus (m3)Eff=Efisiensi KerjaCT=Cycle time (detik)3.4 Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Produktivitas Alat Mekanis3.4.1 Waktu edar (Cycle Time)a. Waktu Edar Alat Gali MuatTerdiri dari waktu untuk menggali, waktu ayunan bermuatan, waktu untuk menumpahkan muatan, waktu ayunan kosong. (Anonim, 2002: 15A-10)

.Persamaan 3.5Cycle time = ET + STL + DT + STE

Keterangan :ET=Excavating time (detik)DT=Dumping Time (detik)STL=Swing time Loaded (detik) STE=Swing time empty (detik)Sedangkan pada beberapa jenis alat telah ditentukan besar cycle time standar yang dilihat dari beberapa parameter. Cycle time standar alat gali muat untuk merk Komatsu dapat dilihat pada tabel 2.1Tabel 3.1.Cycle Time Standar untuk Excavator Merk Komatsu Edisi 23ModelSwing Angle (s)ModelSwing Angle (s)

45o 90o90o 180o45o 90o90o 180o

PC8010 - 1313 - 16PC300, PC35015 - 1818 - 21

PC10011 - 1414 - 17PC38016 - 1919 - 22

PW100,PW130ES11 - 1414 - 17PC400,PC45016 - 1919 - 22

PC120, PC13011 - 1414 - 17PC75018 - 2121 - 24

PC15013 - 1616 - 19PC80018 - 2121 - 24

PW170ES13 - 1616 - 19PC125022 - 2525 - 28

PC18013 - 1616 - 19PC180024 - 2727 - 30

PC200,PC21013 - 1616 - 19PC140024 - 3030 - 37

PW21014 - 1717 - 20PC300024 - 3030 - 37

PC220,PC23014 - 1717 - 20PC400024 - 3030 - 37

PC24015 - 1818 - 21PC550025 - 3131 - 38

PC25015 - 1818 - 21PC800025 - 3131 - 38

(Sumber : Anonim, 2002 : 15A-10)

Tabel 3.2Cycle Time Standar untuk Excavator Merk Komatsu Edisi 28ModelSwing Angle (s)ModelSwing Angle (s)

45o 90o90o 180o45o 90o90o 180o

PC 7810 ~ 1313 ~ 16PC270,PC29015 ~ 1818 ~ 21

PW14011 ~ 1414 ~ 17PC300,PC35015 ~ 1818 ~ 21

PC120, PC13011 ~ 1414 ~ 17PC400,PC45016 ~ 1919 ~ 22

PC16013 ~ 1616 ~ 19PC60017 ~ 2020 ~ 23

PW160,PW18013 ~ 1616 ~ 19PC750,PC800,PC85018 ~ 2121 ~ 24

PC18013 ~ 1616 ~ 19PC125022 ~ 2525 ~ 28

PC200,PC21013 ~ 1616 ~ 19PC200024 ~ 2727 ~ 30

PW200,22014 ~ 1717 ~ 20

PC220,PC230,PC24014 ~ 1717 ~ 20

(Sumber : Anonim, 2007 : 15A-10)b. Waktu Edar Alat AngkutWaktu edar alat angkut pada umumnya terdiri dari waktu menunggu alat untuk dimuat, waktu diisi muatan, waktu mengangkut muatan, waktu dumping, waktu kembali kosong. Persamaan waktu edar alat angkut adalah sebagai berikut : (Anonim, 2007 : 15A-13 )

.Persamaan 3.6Cycle time = LT + HLT + DT + RT + SLT

Keterangan :LT=Loading Time (detik)HLT=Hauling Time (detik)DT=Dumping Time plus time expended (detik)RT=Return Time (detik)SLT=Spoting Time (detik)

3.4.2 Pola PemuatanSecara umum klasifikasi pola pemuatan dibagi menjadi tiga kelompok besar, yaitu :a. Berdasarkan dari jumlah penempatan posisi truk untuk dimuati terhadap posisi backhoeb. Berdasarkan dari posisi truk untuk dimuati hasil galian backhoec. Berdasarkan cara manuvernyaDilihat dari jumlah penempatan posisi truck untuk dimuati terhadap posisi back hoe (biasa disebut pola gali muat), maka ada 2 pola yaitu:a. Single Back up, truck memposisikan untuk dimuati pada satu tempat b. Double Back Up, truck memposisikan diri untuk dimuati pada dua tempat c. Triple Back Up, truck memposisikan diri untuk dimuati pada tiga tempat. Berdasarkan dari posisi truck untuk dimuati hasil galian backhoe (pola galian muat), maka terdapat 2 pola, yaitu :a. Bottom Loading, dimana posisi backhoe dan truk pada satu level (sama-sama diatas jenjang)b. Top Loading, dimana posisi backhoe diatas jenjang dan truk berada dibawah jenjang.Berdasarkan cara manuvernya, pola muat dapat dibedakan menjadi :a. Frontal Cut, dimana backhoe berhadapan dengan muka jenjang atau front penggalian. Pada pola ini alat mulai memuat pertama kali pada truk sebelah kiri sampai penuh, kemudian dilanjutkan pemuatan pada truk sebelah kanan. Sudut putar backhoe antara 10o 110o.b. Parallel Cut With Drive By, dimana backhoe bergerak melintang dan sejajar dengan front penggalian. Pola ini diterapkan apabila lokasi pemuatan memiliki 2 (dua) akses dan berdekatan dengan lokasi penimbunan (Indonesianto, 2008 : III.37-38)

3.4.3 Bucket Fill FactorKarakteristik ukuran material memiliki peranan penting dalam menentukan proses pemuatan. Produksi dari alat muat sangat dipengaruhi oleh material yang dimuatnya. Disini dikenal istilah faktor pengisian bucket yaitu perbandingan antara volume material nyata yang dimuat bucket dengan kapasitas munjung bucket.Faktor pengisian mangkuk alat muat (F) dapat dinyatakan sebagai perbandingan volume nyata (Vn) dengan volume munjung teoritis (Vt), seperti yang dinyatakan dalam persamaan (Anjar, 1997 : 3-2) :

.Persamaan 3.7Dimana :F=Faktor pengisian mangkuk (%)Vn=Volume nyata atau kapasitas nyata mangkuk (m3)Vt=Volume munjung teoritis mangkuk (m3)Sedangkan berdasarkan teoritis bucket fill factor dapat diperoleh dengan mengacu pada parameter kondisi penggalian, yang terlihat pada tabel 2.2.Tabel 3.3.Bucket Fill Factor Standar untuk Berbagai Tipe MaterialConditionExcavating ConditionsBucket Fill Factor

EasyExcavating natural ground of clayey soil, clay, or soft soil1.1 1.2

AverageExcavating natural ground of soil such as sandy soil and dry soil1.0 1.1

Rather DifficultExcavating natural ground of sandy soil with gravel0.8 0.9

DifficultLoading Blasted Rock0.7 0.8

Sumber : Anonim, 2007 : 15A-93.4.4 Lebar Jalan Angkut Salah satu sasaran yang penting dalam kelangsungan operasi penambangan terutama dalam pergerakan alat-alat mekanis berupa alat muat dan alat angkut adalah kondisi jalan tambang yang akan digunakan. Jalan tambang yang dimaksud disini adalah jalan angkut yang menghubungkan antara lokasi penggalian dan lokasi penimbunan. Fungsi utama jalan angkut secara umum adalah untuk menunjang kelancaran operasi penambangan terutama dalam kegiatan pengangkutan. Medan berat yang mungkin terdapat disepanjang rute jalan tambang harus diatasi dengan mengubah rancangan jalan untuk meningkatkan aspek manfaat dan keselamatan kerja (Suwandhi, 2004 : 1) Lebar Pada Jalan LurusLebar jalan minimum pada jalan lurus dengan lajur ganda atau lebih, menurut Aasho Manual Rural High Way Design, harus ditambah dengan setengah lebar alat angkut pada bagian tepi kiri dan kanan jalan (lihat Gambar 3.1).Seandainya lebar kendaraan dan jumlah lajur yang direncanakan masing-masing adalah Wt dan n, maka lebar jalan angkut pada jalan lurus dapat dirumuskan sebagai berikut (Suwandhi, 2004 : 2):

.Persamaan 3.8

Dimana :L min=Lebar jalan angkut minimum, mn=Jumlah lajurWt=Lebar alat angkut, m

Sumber: Suwandhi, 2004: 3

Gambar 3.1Lebar Jalan Angkut Dua Lajur Pada Jalan Lurus

Lebar Pada Jalan TikunganLebar jalan angkut pada belokan atau tikungan selalu lebih besar daripada lebar jalan lurus. Untuk lajur ganda, maka lebar jalan minimum pada belokan didasarkan atas: Lebar jejak ban Lebar juntai atau tonjolan (overhang) alat angkut bagian depan dan belakang pada saat membelok; Jarak antar alat angkut atau kendaraan pada saat bersimpangan; Jarak dari kedua tepi jalan.

.Persamaan 3.9Dengan menggunakan ilustrasi pada Gambar 3.2 dapat dihitung lebar jalan minimum pada belokan, yaitu seperti terlihat di bawah ini (Suwandhi, 2004 : 3)

di mana :

Wmin=lebar jalan angkut minimum pada belokan, mU= lebar jejak roda (center to center tires), mFa= lebar juntai (overhang) depan, mFb = lebar juntai belakang, mZ = lebar bagian tepi jalan, mC = jarak antar kendaraan (total lateral clearance), m

Sumber: Suwandhi, 2004: 4 Gambar 3.2Lebar Jalan Angkut Dua Lajur Pada Belokan3.4.5 Grade ResistanceGrade resistance adalah tahanan yang timbul dan harus diatasi oleh pull (gaya) dari mesin, sehubungan dengan kendaraan bergerak menaik (up hill) (Indonesianto, 2008 : IV-6) Kemiringan atau grade jalan angkut merupakan satu faktor penting yang harus diamati secara detail dalam kegiatan kajian terhadap kondisi jalan tambang tersebut. Hal ini dikarenakan kemiringan jalan angkut berhubungan langsung dengan kemampuan alat angkut, baik dari pengereman maupun dalam mengatasi tanjakan.

hx

Sumber: Indonesianto, 2008 : IV6

Gambar 3.3 Grade ResistanceKemiringan (grade) dapat dihitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut :

.Persamaan 3.10grade tan () = h xKeterangan : h = beda tinggi antara dua titik yang diukur x = jarak datar antara dua titik yang diukur. = kemiringan (sudut)Secara umum kemiringan jalan maksimum yang dapat dilalui dengan baik oleh alat angkut besarnya berkisar antara 10%15%. Akan tetapi untuk jalan naik maupun turun pada bukit, lebih aman kemiringan jalan maksimum sebesar 8% atau 4.5o (Suwandi ,2008 : 11)3.4.6 Cross SlopeCross slope adalah sudut yang dibentuk oleh dua sisi permukaan jalan terhadap bidang horizontal. Pada umumnya jalan angkut mempunyai bentuk penampang melintang cembung. Dibuat demikian dengan tujuan untuk memperlancar penyaliran. Apabila turun hujan atau sebab lain, maka air yang ada pada permukaan jalan akan segera mengalir ke tepi jalan angkut, tidak berhenti dan mengumpul pada permukaan jalan. Hal ini penting karena air yang menggenang pada permukaan jalan angkut akan membahayakan kendaraan yang levat dan mempercepat kerusakan jalan.

Sumber: Suwandhi, 2004: 13

Gambar 3.4Penampang Melintang Jalan AngkutAngka cross slope dinyatakan dalam perbandungan jarak vertical (b) dan horizontal (a) dengan satuan mm/m. Jalan angkut yang baik memiliki cross slope antara 1/50 sampai 1/25 atau 20 mm/m sampai 40 mm/m. (Suwandhi, 2004 : 12-13).3.4.7 Swell Factor Swell adalah pengembangan volume suatu material setelah digali dari tempatnya. Di alam, material didapati dalam keadaan padat dan terkonsolidasi dengan baik, sehingga hanya sedikit bagian-bagian kosong (void) yang terisi udara di antara butir-butirnya, lebih-lebih kalau butir-butir itu halus sekali. Apabila material digali dari tempat aslinya, maka akan terjadi pengembangan volume (swell). Untuk menyatakan berapa besarnya pengembangan volume itu dikenal dua istilah yaitu : Faktor pengembangan (Swell factor) dan Persen pengembangan (Percent swell) Angka-angka faktor pengembangan (swell factor) setiap klasifikasi tanah atau material berbeda sesuai dengan jenis tanahnya seperti terlihat pada tabel swell factor berikut ini :

Tabel 3.4.Representative Swell For Different Classes of EarthClass of EarthPercent Swell (%)

Clean Sand or Gravel5 15

Top Soil10 - 25

Loamy Soil10 - 35

Common Earth20 - 45

Clay30 - 60

Solid Rock50 - 80

Sumber : Indonesianto, 2008: II-8

Sedangkan Percent Swell adalah perbandingan antara densitas dari material sesudah digali (loose) dan material sebelum digali (insitu) yang dinyatakan dalam persen .

SF = persamaan3.11

Percent Swell (%) = x 100 % persamaan 3.12

3.4.8 Efisiensi Kerja (Job Efficiency)Dalam pelaksanaan pekerjaan dengan menggunakan alat berat terdapat faktor yang mempengaruhi produktivitas alat yaitu efisiensi kerja. Efektivitas alat tersebut bekerja tergantung dari beberapa hai yaitu: kemampuan operator pemakai alat, pemilihan dan pemelihara an alat, perencanaan dan pengaturan letak alat, topografi dan volume pekerjaan, kondisi cuaca, metode pelaksanaan alat.Dalam kenyataannya, penentuan besarnya efisiensi kerja sulit diukur, tetapi dengan dasar pengalaman dapat ditentukan efisiensi kerja yang mendekati kenyataan.Untuk penentuan efisiensi teoritis dapat ditentukan berdasarkan tabel efisiensi kerja seperti pada tabel 3.5.

Tabel 3.5.Tabel Efisiensi Kerja Untuk Berbagai Kondisi

Kondisi Operasi AlatPemeliharaan Mesin

Baik SekaliBaikSedangBurukBuruk Sekali

Baik Sekali0,830,810,760,700,63

Baik0,780,750,710,650,60

Sedang0,720,690,650,600,54

Buruk0,630,610,570,520,45

Buruk Sekali0,520,500,470,420,32

Sumber : Nurhakim, 2004 : 5Cara yang sangat umum dipakai untuk menentukan efisiensi alat adalah dengan menghitung berapa menit alat tersebut bekerja secara efektif dalam satu jam, diformulasikan sebagai (Nurhakim, 2004 : 5):

.Persamaan 3.13

Dimana :E=Efisiensi Kerja (%)CT=Cycle Time (sekon) WT=Waktu Tunda (sekon)3.5 Ketersediaan (Avaibility)Dengan mengetahui tingkat kesediaan dan pemakaian efektif alat maka dapat diketahui sejauh mana efesiensi alat yang telah operasi. Penunjuk keadaan alat mekanis dan efektivitas penggunaan dapat dilihat: (Indonesianto, 2008 : III-107)

a) Mechanical AvaibilityPersamaan untuk mechanical availability adalah :

...persamaan 3.14 Mechanical Availability (%) =

Hours worked atau operation hours di mulai dari operator / crew berada di satu alat dan alat tersebut berada dalam kondisi operable ( mesin dan bagian- bagian lain siap dipakai operasi ). Hours worked ini termasuk delay time. Delay time tersebut meliputi :a. Kehilangan waktu saat dari dan menuju tempat kerjab. Moving timec. Waktu untuk lubrikasi, pengisian bahan bakar, pemeliharaan alatd. Waktu untuk safety meetingRepair hours adalah waktu yang dipergunakan untuk: Actual repair, Waiting for repair, Waiting for part, Waktu yang hilang untuk maintenance/perawatanb) Physical of availabilityPersamaan untuk Physical availability adalah :

.. persamaan 3.15 Physical availability (%) =

Stand by hours adalah waktu di mana alat siap pakai (tidak rusak), tetapi karena satu dan lain hal tidak dipergunakan ketika operasi penambangan sedang berlangsung. Perlu diingat bahwa off shift tidak diperhitungkan sebagai stand by time. Scheduled hours adalah waktu di mana tambang dikerjakan (the pit is worked). Dan hal ini meliputi hours worked + repair hours + stand by hours. Selain kedua cara di atas (mechanical availability dan physical availability), masih ada dua faktor lagi untuk mengoreksi jam kerja alat yang sesungguhnya, yaitu: (Indonesianto, 2008 : III-110)

1. Used of availability (UA)

.... persamaan 3.16

Istilah untuk hours worked, repair hours dan stand by hours sama dengan yang sudah diterangkan sebelumnya. 2. Effective utilization (EU)

.... persamaan 3.17

Effective utilization sangat mirip dengan used of availability dan berbeda hanya dalam hubungan hours worked dengan total hours dibandingkan dengan available hours (Indonesianto, 2008 : III-110)a. Faktor Keserasian Alat Gali Muat dan Alat AngkutFaktor keserasian biasanya digunakan untuk mengetahui jumlah alat angkut yang sesuai (serasi) untuk melayani satu unit alat gali muat. Beberapa faktor yang perlu diperhatikan dalam menghitung keserasian antara alat gali muat dan angkut adalah (Basuki, 2004): Jumlah alat gali muat dan alat angkut yang dipakai Waktu edar (cycle time) dari alat gali muat Jumlah pemuatan alat gali muat ke dalam alat angkut Waktu edar (cycle time) dari alat angkut

Keserasian alat gali muat dan alat angkut dapat dirumuskan sebagai :

Na x Ctm Nm x CtaNm x Cta Faktor Keserasian = .... persamaan 3.18

Dimana :Na=Jumlah alat angkutNm=Jumlah alat gali muatCta=Waktu edar alat angkutCtm=Waktu edar alat gali muat x pasingBila dari hasil perhitungan kita dapatkan hasil sebagai berikut : Faktor keserasian < 1, maka alat gali muat akan sering menganggur Faktor keserasian = 1, maka kedua alat tersebut sudah serasi artinya kedua alat tersebut akan sama-sama sibuk sehingga tidak perlu menunggu Faktor keserasian > 1, maka alat angkut akan sering menganggurUntuk mengetahui jumlah alat angkut yang diperlukan untuk melayani satu unit alat gali muat dapat menggunakan rumus faktor keserasian diatas, dengan beberapa asumsi yang harus digunakan, yaitu : Jumlah alat gali muat = 1 Nilai faktor keserasian (MF) = 1 Sehingga rumus diatas dapat disederhanakan menjadi :

Na Ctm1 x CtaCta CtmCtm 1 = atau Na = .... persamaan 3.19b. Jumlah Alat Mekanis Yang DigunakanUntuk dapat memenuhi target poduki yang diinginkan maka perlu dilakukan perhitungan jumlah alat, maka harus diketahui terlebih dahulu target produksi dan produksi alat sehingga dapat dirumuskan :

N a= x 100 % persamaan 3.20 Dimana : Na= jumlah alatTvp = target volume pekerjaan, BCM/jamKp = kapasitas produksi alat, BCM/jam Atau dengan rumus lain :Jumlah truck yang diperlukan adalah = Waktu edar dumptruck / Waktu edar alat muat untuk mengisi penuh 1 unit muatan dump truckPerhitungan jumlah dan cadangan peralatan mekanis alat gali-muat dapat dihitung dengan menggunakan tahapan di bawah ini, yaitu (Indonesianto, 2008:5-6) :

a. Jumlah peralatan mekanis yang bekerja di lapangan

= .Persamaan 3.21

b. Jumlah peralatan mekanis yang harus disediakan

= .Persamaan 3.22

c. Jumlah cadangan peralatan mekanis

Na Cadangan = Na disediakan Na di lapangan ..Persamaan 3.23

3-18