bench blasting

BAB IX

BENCH BLASTING

9.1 Latar Belakang

Peledakan jenjang adalah peledakan memakai lubang bor vertical atau

hamper vertical. Lubang bor diatur dalam satu deretan atau beberapa deretan

sejajar atau kearah bidang bebas ( free Face)

Kondisi batuan dari suatu tempat ketempat yang lain akan berbeda

walaupun mungkin jenisnya sama. Hal ini disebabkan oleh proses genesa batuan

yang akan mempengaruhi karakteristik massa batuan secara fisik maupun

mekanik. Perlu diamati pula kenampakan struktur geologi, misalnya retakan atau

rekahan, sisipan (fissure) dari lempung, bidang diskontinuitas dan sebagainya.

Kondisi geologi semacam itu akan mempengaruhi kemampu-ledakan

(blastability). Tentunya pada batuan yang relatif kompak dan tanpa didominasi

struktur geologi seperti tersebut di atas, jumlah bahan peledak yang diperlukan

akan lebih banyak −untuk jumlah produksi tertentu− dibanding batuan yang sudah

ada rekahannya. Jumlah bahan peledak tersebut dinamakan specific charge atau

Powder Factor (PF) yaitu jumlah bahan peledak yang dipakai per m3 atau ton

produksi batuan (kg/m3 atau kg/ton). Dengan demikian makin keras suatu batuan

pada daerah tertentu memerlukan PF yang tinggi agar tegangan batuan terlampaui

oleh kekuatan (strength) bahan peledak.

9.2 Tujuan Praktikum

1. Memahami prinsip peledakan jenjang.

2. Memahami macam pola pengeboran dan pola peledakan.

3. Memahami rangkaian peledakan jenjang.

9.3 Dasar Teori

Ada 3 (tiga) metode peledakan jenjang yang biasa digunakan untuk tambang

terbuka, dan pemilihan salah satunya tergantung pada karakteristik batuan dan

kemungkinan yang terjadi di bawah kondisi seharusnya. Ketiga metode tersebut

Arief Budiman/112130150 1

adalah line drilling, cushion blasting, dan preslit. Faktor pemilihan teknik yang

digunakan berdasarkan pada sifat batuan, kekuatan tanah (ground strength),

diameter lubang bor perimeter, spasi yang diperbolehkan, tipe bahan peledak yang

digunakan, dan jarak lubang bor buffer (penahan) yang tersedia.

Semua metode menggunakan pembuatan lubang bor pada batas pinggir

Penggalian dan itu dalam bentuk buffer zone (daerah penyangga) antara lubang

bor produksi terdekat dengan lubang bor batas pinggir (perimeter). Juga,

membutuhkan ketelitian penjajaran lubang bor. Ketika lubang bor produksi

diledakkan, patahan-patahan terjadi padabuffer zone sampai garis lubang bor

perimeter tapi tidak pas sampai garis.

Presplitting membutuhkan pengisian yang lebih sedikit (lightly loaded),

lubang bor ditempatkan dengan teliti, dan diledakkan sebelum lubang bor

produksi. Tujuan dari presplitting adalah, pertama, untuk membentuk lintasan

bidang patahan dimana radial cracks dari peledakan produksi tidak akan dapat

melewatinya. Kedua, bidang rekahan dibuat kemungkinan untuk memperbagus

dinding dan memungkinkan penggunaan lereng yang dalam/tinggi dengan

perawatan minimal. Presplitting sebaiknya digunakan untuk melindungi

kedudukan final wall dari penyebab kerusakan oleh peledakan produksi.

Trimblasting adalah salah satu teknik pengendalian, digunakan untuk

mencukur dinding akhir dengan rapi setelah peledakan produksi. Terlebih dahulu

material hasil peledakan produksi mengambil tempat atau dengan menggunakan

delay (pada peledakan yang sama) telah mengarahkan broken ore sehingga

diperoleh bidang bebas bagi lubang bortrimblasting untuk meledak. Barisan

lubang bor trimblast sepanjang perimeter yang diledakkan paling akhir selama

peledakan produksi, sebenarnya tidak akan dapat melindungi stabilitas jenjang

akhir. Radial crack dari peledakan produksi akan mencapai jenjang (dinding)

akhir. Lapisan lumpur atau diskontinyu lainnya dapat meneruskan gas-gas dari

area peledakan produksi sampai ke dinding akhir. Satu-satunya

tujuan trimblasing adalah menghasilkan atau membuat dinding yang bagus untuk

batas akhir (perimeter) yang stabil.

Line drilling, adalah teknik pengendalian dinding jenjang mahal dapat

digunakan untuk menghasilkan dinding jenjang yang bagus, namun tergantung

pada kondisi geologi. Line drilling digunakan sebagai pelindung final


contour dariradial crack yang berfungsi sebagai konsentrator tegangan yang

menyebabkan retakan antara lubang line drilling, selama peledakan produksi

berlangsung. Jika pengendalian dinding sangatlah penting, sebaiknya tidak hanya

menggunakan line drilling untuk keperluan perlindungan dinding akhir. Line

drilling lebih sering digunakan dalam menghubungkan salah satu dari presplitting

atau trimblasting.

9.4 Pelaksanaan Praktikum

9.4.1 Waktu dan Pelaksanaan Praktikum

Praktikum ini dilaksanakan pada hari Senin, 9 November 2015 pukul

07.30 WIB di Laboratorium Pengeboran dan Peledakan di Kampus II UPN

"Veteran" Yogyakarta.

9.4.2 Peralatan dan Perlengkapan

1. Dummy detonator nonel

2. Peralatan dan perlengkapan nonel

3. Dummy bidang / face jenjang

9.4.3 Prosedur Praktikum

1. Buat perhitungan rancangan peledakan jenjang, dengan parameter

desain ditentukan sendiri.

2. Membuat rangkaian instalasi peledakan pada jenjang.

3. Tentukan pola peledakannya.

9.4.4 Gambar Peralatan

Gambar 9.1 Gambar 9.2

Dodol Dinamit Detonator

Geometri Peledakan Jenjang

Terdapat beberapa cara untuk menghitung geometri peledakan yang telah

diperkenalkan oleh para akhli, antara lain: Anderson (1952), Pearse (1955), R.L.


Ash (1963), Langefors (1978), Konya (1972), Foldesi (1980), Olofsson (1990),

Rustan (1990) dan lainnya. Caracara tersebut menyajikan batasan konstanta untuk

menentukan dan menghitung geometri peledakan, terutama menentukan ukuran

3burden berdasarkan diameter lubang tembak, kondisi batuan setempat dan jenis

bahan peledak. Disamping itu produsen bahan peledak memberikan cara coba-

coba (rule of thumb) untuk menentukan geometri peledakan, diantaranya ICI

Explosive, Atlas Powder Company, Sasol SMX Explosives Engineers Field Guide

dan lainlain.

Gambar 1 memperlihatkan geometri peledakan dan cara menghitung dimensi

geometri peledakan tersebut diperlihatkan di bawah ini dan dapat digunakan

sebagai acuan.

Gambar 9.3

Geometri peledakan jenjang

Untuk memperoleh hasil pembongkaran batuan sesuai dengan yang

diinginkan, maka perlu suatu perencanaan peledakan dengan memperhatikan

besaran-besaran geometri peledakan. Dan salah satunya dengan menggunakan

teori coba-coba atau yang sering disebut dengan Geometri Peledakan “Rules of

Thumb” (Dyno Nobel). Dasar dari penggunaan Teori “Rules of Thumb” adalah

dari percobaan para praktisi di lapangan maupun dari produsen bahan peledak

yang tujuannya ingin mempermudah dalam menentukan geometri peledakan

karena geometri yang selama ini digunakan seperti R.L. Ash (1963) dan C.J.


Konya (1972) menyajikan batasan range/konstanta untuk menentukan dan

menghitung geometri peledakan, terutama menentukan ukuran burden

berdasarkan diameter lubang tembak, kondisi batuan setempat dan jenis bahan

peledak., sehingga para praktisi dilapangan mencetuskan pendesainan geometri

“Rules of Thumb” yang penggunaannya lebih simpel dan disesuaikan dengan

kondisi lapangan.

Untuk menghancurkan batuan maka bahan peledak harus ditempatkan

dalam batuan itu sendiri dengan jarak tertentu dibelakangbidang bebas atau

disebut free face. Masa batuan tersebut harus memiliki satu atau lebih free face.

Geometri peledakan terdiri dari burden, spacing,sub-drilling, stemming, dan

kedalaman lubang bor, seperti terlihat pada Gambar III.1.

Gambar 9.4

Diagram Desain Peledakan pada Bench

9.5 Pembahasan

1. Burden

Burden dapat didefinisikan sebagai jarak dari lubang bor terhadap bidang

bebas (free face) yang terdekat pada saat terjadi peledakan. Peledakan dengan

jumlah baris (row) yang banyak, true burden tergantung penggunaan bentuk pola

peledakan yang digunakan delay detonator dari tiap-tiap baris delay yang

berdekatan akan menghasilkan free face yang baru. Burden juga berpengaruh

pada fragmentasi dan efek peledakan (gambar III.2).


Burden merupakan variabel yang sangat penting dan kritis dalam

mendesain peledakan. Dengan jenis bahan peledak yang dipakai dan jenis batuan

yang dihadapi, terdapat jarak maksimum burden agar hasil ledakan menjadi baik.

Jarak burden sangat erat hubungannya dengan besar kecilnya lubang bor

yang digunakan, secara garis besar jarak burden optimum adalah:

Burden = (25 – 40) x Blast Hole Diameter.............................................(3.2)


Gambar 9.5

Pengaruh Burden bagi Hasil Peledakan

Berikut ini persamaan untuk menghitung burden :

a. Menurut C.J. Konya

B=3 ,15 .De . 3√ SGeSGr

Keterangan:

B = burden (ft)

De = diameter lubang tembak (inch)

SGe = specific gravity bahan peledak

SGr = specific gravity batuan yang diledakkan

b. Menurut Langefors

V= db33 √ P . S

c . f .( E /V )

Keterangan:

V = burden (m)

db = diameter mata bor (mm)

P = derajat packing (1 – 1,6 kg/dm3)

S = kekuatan bahan peledak

f = derajat fraction (jika lubang vertikal = 1)

c = konstanta batuan (0,45)

E = spacing (m)

E/V = perbandingan spacing dengan burden

c. Menurut Anderson

B=√d .LKeterangan:

B = burden (ft)

d = diameter mata bor (inch)

L = kedalaman lubang bor (ft)

d. Menurut R.L. Ash

B=Kb . d12


Keterangan:

B = burden (ft)

Kb = burden ratio (14 – 49 ; harga rata-rata 30)

d = diameter mata bor (inch)

2. Spacing

Spacing adalah jarak antara lubang tembak dalam satu baris (row) dan

diukur sejajar terhadap pit wall. Biasanya spacing tergantung pada burden,

kedalaman lubang bor, letak primer, waktu tunda, dan arah struktur bidang

batuan. Yang perlu diperhatikan dalam memperkirakan spacing adalah apakah ada

interaksi antar charges yang berdekatan. Bila masing-masing lubang bor

diledakkan sendiri-sendiri dengan interval waktu yang cukup panjang, untuk

memungkinkan setiap lubang bor meledak dengan sempurna, tidak akan terjadi

interaksi antar gelombang energi masing-masing. Kalau waktu tunda diperpendek

maka akan terjadi interaksi sehingga menyebabkan efek yang kompleks.

Spacing merupakan fungsi daripada burden dan dihitung setelah burden

ditetapkan terlebih dahulu. Spacing yang lebih kecil dari ketentuan akan

menyebabkan ukuran batuan hasil peledakan terlalu hancur. Tetapi jika spacing

lebih besar dari ketentuan akan menyebabkan banyak terjadi bongkah (boulder)

dan tonjolan (stump) diantara dua lubang ledak setelah peledakan. Pada Geometri

Rules of Thumb menerapkan peledakan dengan pola equilateral (segitiga sama

sisi) dan beruntun tiap lubang ledak dalam baris yang sama.

Spacing= 1,15 x Burden……………………………………….(3.3)

Berikut ini persamaan untuk menghitung spacing :

a. Menurut C.J. Konya

S=√B .LKeterangan:

S = spacing (m)

L = kedalaman lubang ledak (m)

B = burden (m)

b. Menurut Langefors

E=1 ,25 .VKeterangan:


E = spacing (m)

V = burden (m)

c. Menurut R.L. Ash

S=Ks. B

Keterangan:

S = spacing (ft)

Ks = spacing ratio (1-3; rata-rata 1,5)

B = burden (ft)

Jumlah Spacing

3. Diameter Lubang Ledak / Blast Hole Diameter

Ukuran diameter lubang tembak merupakan faktor yang penting

dalammerancang suatu peledakan, karena akan mempengaruhi dalam penentuan

jarakburden dan jumlah bahan peledak yang digunakan pada setiap lubangnya.

Untuk diameter lubang tembak yang kecil, maka energi yang dihasilkan akan

kecil.Sehingga jarak antar lubang bor dan jarak ke bidang bebas haruslah kecil

juga,dengan maksud agar energi ledakan cukup kuat untuk menghancurkan

batuan. Begitupula sebaliknya.Pemilihan diameter lubang ledak di didalam teori

“Rules of Thumb”dipengaruhi oleh besarnya tinggi jenjang / bench height .

Namun dalampengamatan saya kali ini pemilihan diameter lubang ledaknya

berdasarkan lajuproduksi yang direncanakan. Karena makin besar diameter lubang

akan diperolehlaju produksi yang besar pula dengan persyaratan alat bor dan

kondisi lapangan yangbaik. Berikut adalah formula dari teori “Rules of Thumb”

dalam penentuan diameter lubang ledak:

Blast Hole Diametre (mm) ≤ 15 x Bench Height (m)…………….(3.1)

4. Sub-drilling

Subdrilling adalah tambahan kedalaman daripada lubang bor dibawah

rencana lantai jenjang. Subdrilling perlu untuk menghindari problem tonjolan

pada lantai (toe), karena dibagian ini adalah tempat yang paling sukar diledakkan.

Dengan demikian, gelombang ledak yang ditimbulkan pada lantai dasar jenjang

yang akan bekerja secara maksimum.


∑ Spacing = WS

Tujuan dari sub-drilling adalah supaya batuan bisa meledak secara full

face sebagaimana yang diharapkan. Tonjolan-tonjolan pada lantai (floor) yang

terjadi setelah dilakukan peledakan akan menyulitkan peledakan selanjutnya, atau

pada waktu pemuatan dan pengangkutan Besarnya KJ tergantung dari struktur dan

jenis batuan, serta arah lubang bor. Pada batuan yang miring KJ yang dibutuhkan

lebih kecil. Terkadang pada lubang bor yang vertikal juga sering tidak

diperlukan adanya sub-drilling, misalnya pada coal stripping atau rock quarry

tertentu.

Subdrilling = (3 – 15) x Blast Hole Diameter.........................................(3.4)

Nilai subdrilling dapat ditentukan dengan menggunakan rumus-rumus berikut:

1. Menurut C.J. Konya

SD=Ks . B

Keterangan:

SD = subdrilling (ft)

Ks = antara 0,3 sampai 0.5

B = burden (ft)

2. Menurut R.L. Ash

J=Kj . BKeterangan:

J = subdrilling (ft)

Kj = subdrilling ratio (rata-rata 0,33 dan minimum 0,3)

B = burden (ft)

5. Stemming

Stemming adalah panjang isian lubang ledak yang tidak diisi dengan

bahanpeledak tapi diisi dengan material seperti tanah liat atau material hasil

pemboran(cutting), dimana stemming berfungsi untuk mengurung gas yang

timbul sehinggaair blast dan flyrock dapat terkontrol. Untuk bahan stemming

batuan hasil daricrushing jauh lebih baik daripada cutting rock (material bekas

pemboran). Namundalam hal ini panjang stemming juga dapat mempengaruhi

fragmentasi batuan hasilpeledakan. Dimana stemming yang terlalu panjang dapat

mengakibatkanterbentuknya bongkah apabila energi ledakan tidak mampu untuk

menghancurkanbatuan di sekitar stemming tersebut, dan stemming yang terlalu


pendek bisamengakibatkan terjadinya batuan terbang dan pecahnya batuan

menjadi lebih kecil(Gambar III.3).

Panjang pendeknya stemming juga akan mempengaruhi hasil dari

peledakan,jika stemming terlalu panjang, maka :

a. Ground vibration tinggi (getar tinggi)

b. Lemparan kurang

c. Fragmentasi area jelek

d. Suara kurang

Jika stemming terlalu pendek :

a. Fragmentasi diarea bawah jelek

b. Terdapat toe di floor (tonjolan di floor)

c. Terjadi flying rock (batu terbang)

d. Suara keras (noise) or (airblast)

Stemming ≥ 20 x Blast Hole Diametre or (0,7 – 1,2) x Burden………….(3.5)

Rumus-rumus menghitung stemming antara lain:

Menurut C.J. Konya

T=Kb+ OB2

Keterangan:

T = stemming (m)

Kt = 0.17 sampai 1 kali B

B = burden (m)

OB = overburden (m)

Menurut R.L Ash

T=Kt .B

Keterangan:

T = stemming (ft)

Kt = stemming ratio (0,5-1; rata-rat 0,7)

B = burden (ft)

6. Kedalaman Lubang Tembak / Blast Hole Depth

Kedalaman lubang ledak tergantung pada ketinggian bench, burden, dan

arah pemboran.Kedalaman lubang tembak merupakan penjumlahan dari besarnya


stemming dan panjang kolom isian bahan peledak. Kedalaman lubang

ledakbiasanya disesuaikan dengan tingkat produksi (kapasitas alat muat)

danpertimbangan geoteknik.

Blast Hole Depth = Bench Height + Subdrilling……………………(3.7)

Kedalaman lubang tembak tidak boleh lebih kecil dari burden. Hal ini untuk

menghindari terjadinya overbreaks atau cratering. Disamping itu letak primer

menentukan kedalaman lubang bor. Berdasarkan arah lubang ledak maka

kedalaman lubang ledak dapat ditentukan dengan rumus:

Untuk lubang ledak vertikal

H=L+J

Keterangan:

H = kedalaman lubang ledak (m)

L = tinggi bench (m)

J = subdrilling (m)

Untuk lubang ledak miring

H= Lcosα

+J

Keterangan:

H = kedalaman lubang ledak (m)

L = tinggi bench (m)

J = subdrilling (m)

α = sudut kemiringan lubang ledak terhadap bidang vertical.

7. Bench Height/Tinggi Jenjang

Tinggi jenjang berhubungan erat dengan parameter geometri peledakan

kainnya dan ditentukan terlebih dahulu atau terkadang ditentukan kemudian

setelah parameter atau aspek - aspek lainnya diketahui. Tinggi jenjang maksimum

biasanya dipengaruhi oleh kemampuan alat bor dan ukuran mangkok serta tinggi

jangkauan alat muat.


Gambar 9.6

Pengaruh Diameter Lubang Tembak Bagi Tinggi Stemming

Umumnya peledakan pada tambang terbuka dengan diameter lubang besar,

tinggi jenjang berkisar antara 10 -15 m. pertimbangan lain yang harus

diperhatikan adalah kestabilan jenjang jangan sampai runtuh, baik karena daya

dukungnya lemah atau akibat getaran peledakan. Dapat disimpulkan bahwa

dengan jenjang yang pendek memerlukan diameter lubang bor yang kecil,

sementara untuk diameter lubang bor yang besar dapat diterapkan pada jenjang

yang lebih tinggi.

Bench Height ≥ Blast Hole Diametre / 15………………………... (3.6)

8. Charge Length / Panjang Kolom Isian Bahan Peladak

Bagian dari lubang tembak yang berisikan bahan peledak dan juga primer.

Dalam perhitungan besarnya kolom isian bahan peledak menggunakan rumus

sebagai berikut : Charge Length = ≥ 20 x Blast Hole

Diametre……………………………. (3.7)

9. Specific Charge

q = n×Qtotal

n×B×S×K ATAU q = n×QtotalW×B×K

10. Powder Factor (PF)


Powderfactor adalah perbandingan antara jumlah bahan peledak dengan

berat batuan yang diledakkan. Adapun rumus perhitungannya adalah sebagai

berikut :

PF = 0.5 – 1 Kg per Square Meter of Face………………………... (3.8)

9.6 Kesimpulan

Kepentingan dari fragmentasi tidak bisa diremehkan karena pada tingkatan

yang luas fragmentasi merupakan ukuran dari suksesnya peledakan, hal ini

mempengaruhi biaya operasional dan perawatan dari operasi-operasi selanjutnya

serta termasuk pengoperasian alat berat seperti penggalian atau pemuatan,

pengangkutan dan crushing. Oleh karena itu pengeboran dan peledakan sangat

berhubungan dengan optimasi operasi-operasi selanjutnya. Fragmentasi yang

buruk menghasilkan oversize atau bongkahan besar yang mengakibatkan

bertambahnya biaya penghancuran sekunder untuk mengurangi ukurannya sampai

pada ukuran yang dapat diolah secara ekonomis, aman dan efisien dengan alat-alat

angkut dan muat. Faktor fragmentasi batuan dapat digolongkan dalam tiga

kelompok parameter:

a. Parameter peledak, mencakup densitas, kecepatan detonasi, volume gas dan

energi yang tersedia.

b. Parameter pemuatan lubang ledak, mencakup diameter lubang ledak,

stemming, de-coupling,serta tipe dan titik inisiasi.

c. Parameter batuan yang berhubungan dengan densitas batuan, kekuatan

(compressive dan tensile), tekstur dan kecepatan propagasi.

Produksi berlebih dari batuan undersize atau berukuran halus juga tidak

diinginkan karena mengindikasikan penggunaan berlebih yang tidak berguna dari

bahan peledak, pengurangan ukuran yang ekonomis dapat dicapai dengan

penggunaan instalasi crushing yang sesuai. Biar bagaimanapun dibawah kondisi

tertentu, fragmentasi dapat diperbaiki dengan mengadopsi salah satu atau lebih

lengkah berikut (diterapkan dalam peledakan bench):

1. Mengurangi spacing antara lubang yang saling sejajar dalam baris.

2. Mengurangi jarak burden.

3. Menggunakan detonator dengan short delay.


Sangat penting mengetahui fragmentasi hasil peledakan secara teoritis

sebelum peledakan dilakukan. Peramalan fragmentasi dengan memperhitungkan

factor geologi disamping beberapa parameter peledakan lain biasanya dilakukan

dengan cara Kuz-Ram (Cunningham, 1983). Cara ini terdiri dari dua persamaan,

yaitu:

1. Persamaan Kuznetsov untuk mencari ukuran rata-rata dari hasil peledakan

dalam cm.

Keterangan:

X = ukuran rata-rata dari hasil peledakan (cm)

A = Faktor batuan

7 untuk batuan medium strength

10 untuk batuan keras yang berjoint intensif

13 untuk batuan keras dengan sedikit joint

sebaiknya antara 8 – 12 (Cunningham, 1983)

Blastability index (BI) x 0,15 (Lily, 1986)

Vo = volume batuan dalam m3 per lubang ledak

(burden x spacing x tinggi bench)

Qe = Massa bahan peledak yang digunakan tiap lubang ledak (kg)

E = Kekuatan berat relative bahan peledak

(ANFO = 100 ; TNT = 115)

2. Persamaan Rosin-Ramler untuk mencari material yang tertahan pada

saringan.

Keterangan:

R = Perbandingan material yang tertahan pada saringan

X = Ukuran screen

Xc = Karakteristik dari ukuran batuan

n = index keseragaman

= (2,2 – 14 B/d) (1 – W/B) (1 + (A’ – 1)/2) L/H . SF


X=A ( VoQe )

0,8. Qe

16 ( E

115 )−19

30

R=e−( x

x c )n

. 100 % X c=( X̄0. 693 )

1n

B = burden

d = Diameter lubang tembak (mm)

W = standart deviasi dari kedalaman lubang bor (m)

A’ = spacing / burden

L = panjang charge di atas level (m)

H = tinggi bench (m)

SF = staggered factor (Jika memakai staggered drilling pattern maka n

dinaikkan 10 %)

= 1,1 untuk pemakaian staggered drilling pattern.


bench blasting

Documents