ANALISIS KESTABILAN LERENG PADA TAMBANG
TERBUKA PT. ALLIED INDO COAL JAYA
SAWAHLUNTO - SUMATERA BARAT
Tugas Akhir
ATIKA JUWINDA
1510024427021
YAYASAN MUHAMMAD YAMIN PADANG
SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI INDUSTRI PADANG
PROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGAN
2019
TUGAS AKHIR
ANALISIS KESTABILAN LERENG PADA TAMBANG
TERBUKA PT. ALLIED INDO COAL JAYA
SAWAHLUNTO - SUMATERA BARAT
Diajukan Kepada Sekolah Tinggi Teknologi Industri Padang
Untuk Memenuhi Persyaratan Memperoleh Gelar Sarjana (S1)
ATIKA JUWINDA
1510024427021
YAYASAN MUHAMMAD YAMIN PADANG
SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI INDUSTRI PADANG
PROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGAN
2019
TUGAS AKHIR
ANALISIS KESTABILAN LERENG PADA TAMBANG
TERBUKA PT. ALLIED INDO COAL JAYA
SAWAHLUNTO - SUMATERA BARAT
Diajukan Kepada Sekolah Tinggi Teknologi Industri Padang
Untuk Memenuhi Persyaratan Memperoleh Gelar Sarjana (S1)
Disusun Oleh:
ATIKA JUWINDA
1510024427021
Disetujui,
Dosen Pembimbing
Pembimbing 1 Pembimbing 2
Dr. Murad MS, MT Dr. Ir. Asep Neris B, M.Si.,M.Eng
NIDN: 0007116308 NIDN: 0002096301
Ketua Program Studi Ketua STTIND Padang
Dr. Murad MS, MT Riko Ervil, MT
NIDN: 0007116308 NIDN: 1014057501
Surat Pernyataan
Yang bertanda tangan di bawah ini;
Nama : Atika Juwinda
NPM : 1510024427021
Program Studi : Teknik Pertambangan
Dengan ini menyatakan bahwa skripsi yang saya susun dengan judul:
“Analisis Kestabilan Lereng Pada Tambang Terbuka PT. Allied Indo Coal
Jaya, Sawahlunto – Sumatera Barat”
Adalah benar-benar hasil karya saya sendiri dan bukan merupakan plagiat skripsi
orang lain. Apabila kemudian dari pernyataan saya tidak benar, maka saya
bersedia menerima sanksi akademis yang berlaku (dicabut predikat kelulusan dan
gelar kesarjanaannya).
Demikianlah pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya, untuk dapat digunakan
sebagaimana mestinya.
Padang, Agustus 2019
Pembuat Pernyataan,
(Atika Juwinda)
ANALYSIS OF SLOPE STABILITY IN OPEN MINE
PT. ALLIED INDO COAL JAYA, SAWAHLUNTO -
WEST SUMATRA
Name : Atika Juwinda
NPM : 1510024427021
Advisor I : Dr. Murad MS, MT
Advisor II : Dr. Ir. Asep Neris Bachtiar, M.Si.,M.Eng
ABSTRACT
PT. Allied Indo Coal Jaya is a company that conducts mining activities
to obtain coal located in Talawi District, Sawahlunto City, West Sumatra
Province. After observing the field, several problems were found, namely
landslides and cracks on the slopes of PT. Allied Indo Coal Jaya. The purpose of
this study is to determine the rock mass rating of the Rock Mass Rating rock and
determine the safety factor of the PT Central pit slope. Allied Indo Coal Jaya.
After analyzing using Rock Mass Rating, it is known that the condition of the rock
in the research location is classified as medium rock for siltstone with a total
weight of 60 including rock class III. Safety factor analysis was performed with
the help of slide software V 6.0 using the bishop simplified method obtained a
safety factor value of 1.141, this indicates that the location is safe.
Keywords: Open Mines, Rock Mass Rating, Slope Stability, Landslides.
ANALISIS KESTABILAN LERENG PADA TAMBANG TERBUKA
PT. ALLIED INDO COAL JAYA, SAWAHLUNTO -
SUMATERA BARAT
Nama : Atika Juwinda
NPM : 1510024427021
Dosen Pembimbing 1 : Dr. Murad MS, MT
Dosen Pembimbing 2 : Dr. Ir. Asep Neris Bachtiar, M.Si.,M.Eng
ABSTRAK
PT. Allied Indo Coal Jaya merupakan perusahaan yang melakukan kegiatan
penambangan untuk mendapatkan batubara yang berada di Kecamatan Talawi, Kota
Sawahlunto, Provinsi Sumatera Barat. Setelah dilakukan pengamatan di lapangan,
ditemukan beberapa masalah yaitu adanya longsoran dan terdapatnya rekahan-rekahan
pada lereng tambang terbuka pit Central PT. Allied Indo Coal Jaya. Tujuan dari penelitian
ini adalah untuk menentukan kelas massa batuan Rock Mass Ratingdan menentukan
faktor keamanan dari lereng pit Central PT. Allied Indo Coal Jaya. Setelah dilakukan
analisis dengan menggunakan Rock Mass Rating didapatkan informasi kondisi batuan di
lokasi penelitian tergolong batuan sedang untuk batulanau dengan bobot total 60
termasuk kelas batuan III. Dilakukan analisis faktor keamanan dengan bantuan software
slide V 6.0 menggunakan metode bishop simplified didapatkan nilai faktor keamanan
1,141, hal ini mengindikasikan bahwa lokasi tersebut dalam keadaan aman.
Kata Kunci: Tambang Terbuka,Rock Mass Rating, Kestabilan lereng, Longsor.
i
KATA PENGANTAR
Alhamdulillah, Puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Allah SWT
karena atas berkat, rahmat dan karunia-Nya penulis dapat menyelesaikan Tugas
Akhir ini sesuai waktu yang ditentukan dengan baik. Shalawat beriring salam
penulis kirimkan kepada Nabi Muhammad SAW., semoga kita mendapatkan
safaat-Nya di akhirat kelak. Tugas Akhir ini berjudul Analisis Kestabilan Lereng
Pada Tambang Terbuka PT. Allied Indo Coal Jaya, Sawahlunto - Sumatera
Barat.
Dalam penyelesaian Tugas Akhir ini penulis dibantu oleh berbagai pihak,
oleh karena itu pada kesempatan ini, penulis mengucapkan terima kasih yang
sebesar-besarnya kepada:
1. Kedua Orang Tua Tercinta Yang Senantiasa Menemani, Memberikan Do’a
Dan Semangat Yang Luar Biasa, Sehingga Penulis Dapat Menyelesaikan
Penulisan Tugas Akhir Ini.
2. Bapak H. Riko Ervil MT. sebagai ketua Sekolah Tinggi Teknologi Industri
(STTIND) Padang.
3. Bapak Dr. Murad MS, MT Selaku Ketua Program Studi Teknik
Pertambangan Sekolah Tinggi Teknologi Industri (STTIND) Padang dan
sekaligus Pembimbing 1 Dalam Penulisan Tugas Akhir Ini.
4. Bapak Dr. Ir. Asep Neris Bachtiar, M.Si.,M.Eng Selaku Pembimbing 2
Dalam Penulisan Tugas Akhir Ini.
ii
5. Bapak Andri Syaputra Selaku Kepala Teknik Tambang PT. Allied Indo Coal
Jaya.
6. Seluruh Dosen Dan Karyawan/Karyawati Sekolah Tinggi Teknologi Industri
(STTIND) Padang.
7. Rekan-rekan Mahasiswa/I Sekolah Tinggi Teknologi Industri (STTIND)
Padang, khususnya Rekan-rekan Dari Jurusan Teknik Pertambangan.
Dalam penulisan Tugas Akhir ini penulis menyadari sepenuhnya bahwa
masih banyak kekurangan baik dalam segi materi maupun penyusunan kata-kata
untuk ini penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun dari seluruh
pihak demi kesempurnaan Tugas Akhir ini. Semoga Tugas Akhir ini bermanfaat
bagi pembaca dan terutama bagi penulis.
Padang, September 2019
Penulis
iii
DAFTAR ISI
Hal
KATA PENGANTAR ....................................................................................... i
DAFTAR ISI .....................................................................................................iii
DAFTAR GAMBAR ........................................................................................v
DAFTAR TABEL .............................................................................................vii
DAFTAR LAMPIRAN .....................................................................................viii
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah ..........................................................................1
1.2 Identifikasi Masalah ................................................................................2
1.3 Batasan Masalah ......................................................................................3
1.4 Rumusan Masalah ...................................................................................3
1.5 Tujuan Penelitian.....................................................................................3
1.6 Manfaat Penelitian...................................................................................3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Landasan Teori ........................................................................................5
2.1.1 Tinjauan Umum Perusahaan .............................................................5
2.1.2 Keadaan Geologi dan Endapan .........................................................6
2.1.2.1 Kondisi Geologi Umum ........................................................6
2.1.2.2 Litologi ..................................................................................7
2.1.2.3 Morfologi ..............................................................................8
2.1.2.4 Statigrafi Regional ................................................................9
2.1.3 Sistem Penambangan ........................................................................10
2.2 Lereng .....................................................................................................11
2.2.1 Analisis Menggunakan Klasifikasi Massa Batuan ............................14
2.2.2 Uji Sifat Fisik Batuan ........................................................................15
2.2.2.1 Prosedur Uji Sifat Fisik Batuan.............................................15
2.2.2.2 Perhitungan Penentuan Sifat Fisik Batuan ............................15
2.2.3 Klasifikasi Rock Mass Rating (RMR) ...............................................17
2.2.4 Defenisi Dan Pengertian Tanah ........................................................25
iv
2.2.5 Proses Pembentukan Tanah...............................................................26
2.2.6 Tanah Dan Jenisnya ..........................................................................26
2.2.7 Pengujian Tanah Dilaboratorium ......................................................27
2.2.8 Faktor Keamanan Lereng ..................................................................30
2.2.9 Analisis Faktor Keamanan Dengan Software Slide V 6.0 .................31
2.2.9.1 Metode Bishop (Simplified Bishop Method)…………………..31
2.3 Kerangka Konseptual Penelitian .............................................................32
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Jenis Penelitian ........................................................................................33
3.2 Tempat dan Waktu Penelitian .................................................................33
3.2.1 Tempat Penelitian..............................................................................33
3.2.2 Waktu Penelitian ...............................................................................35
3.3 Data dan Sumber Data ............................................................................36
3.3.1 Data ...................................................................................................36
3.3.2 Sumber Data ......................................................................................36
3.4 Teknik Pengumpulan Data ......................................................................36
3.5 Teknik Pengolahan dan Analisis Data ....................................................39
3.5.1 Teknik Pengolahan Data ...................................................................39
3.5.2 Analisa Data ......................................................................................41
3.6 Kerangka Metodologi ..............................................................................42
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Pembahasan .............................................................................................43
4.1.1 Data Primer .......................................................................................43
4.1.2 Data Sekunder ...................................................................................50
4.2 Pengolahan Data......................................................................................50
4.3 Hasil ........................................................................................................60
4.3.1 Rock Mass Rating (RMR) .................................................................60
4.3.2 Faktor Keamanan Lereng ..................................................................63
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
v
5.1 Kesimpulan .............................................................................................66
5.2 Saran ........................................................................................................66
DAFTAR KEPUSTAKAAN
LEMBAR KONSULTASI
vi
DAFTAR GAMBAR
Hal
Gambar 2.1 Peta Geologi PT. Allied Indo Coal Jaya ....................................7
Gambar 2.2 Stratigrafi Cekungan Ombilin PT.Allied Indo Coal Jaya ..........10
Gambar 2.3 Alat Uji Point Load Indeks..........................................................19
Gambar 2.4 Tipe dan syarat contoh batuan uji PLI .......................................19
Gambar 2.5 Konsep Probabilitas Kelongsoran (Tapia et al.,2010).................30
Gambar 2.6 Kerangka Konseptual .................................................................33
Gambar 3.1 Peta Kesampaian Daerah ............................................................35
Gambar 3.2 Diagram Alir Penelitian .............................................................43
Gambar 4.1 Kondisi Lereng Di Pit Central ....................................................46
Gambar 4.2 Sampel Batuan Yang Dipreparasi ..............................................46
Gambar 4.3 Pengujian Kuat Tekan Batuan Dengan Point Load Indeks ........47
Gambar 4.4 Pengujian Sifat Fisik Batuan ......................................................48
Gambar 4.5 Alat Uji Liquid Limit ..................................................................49
Gambar 4.6 Diagram Stereonet Orientasi Kekar ...........................................55
Gambar 4.7 Grafik Kadar Air Liquid Limit ...................................................57
Gambar 4.8 Pengimputan Geometri Lereng ..................................................59
Gambar 4.9 Pengimputan Define Material.....................................................59
Gambar 4.10 FK Lereng Metode Bishop Simplified ........................................60
vii
DAFTAR TABEL
Hal
Tabel 2.1 Klasifikasi Jarak Kekar….……………………………………………22
Tabel 2.2 Klasifikasi Parameter dan Pembobotan ..............................................23
Tabel 2.3 Panduan Untuk Klasifikasi Bidang Kekar .......................................... 24
Tabel 2.4 Koreksi Orientasi Untuk Penggalian dengan RMR ............................ 24
Tabel 2.5 Peubah Bobot Orientasi Kekar ............................................................ 25
Tabel 2.6 Kelas Massa Batuan Menurut Bobot Total ......................................... 25
Tabel 2.7 Arti Kelas Massa Batuan..................................................................... 25
Tabel 2.8 Kriteria PK Pada Lereng Tambang (SRK Consulting, 2010)..............31
Tabel 3.1 Jadwal Penelitian................................................................................. 35
Tabel 4.1 Jarak Kekar………………………………………………………..… 43
Tabel 4.2 Data Strike Dan Dip Batulanau ........................................................... 44
Tabel 4.3 Kondisi Kekar……………………………………………………….. 44
Tabel 4.4 Geometri Lereng ................................................................................. 45
Tabel 4.5 Data Sampel Batuan Beserta Ukurannya .............................................47
Tabel 4.6 Uji Batas Cair (Liquid Limit) ..............................................................49
Tabel 4.7 Data Uji Batas Plastis (Plastic Limit) .................................................49
Tabel 4.8 Data Uji Berat Isi ................................................................................50
Tabel 4.9 Nilai UCS Sampel Batuan...................................................................51
Tabel 4.10 Kualitas Dan Bobot Batuan Berdasarkan Nilai RQD .......................52
Tabel 4.11 Jarak Kekar .......................................................................................53
Tabel 4.12 Kondisi Kekar ...................................................................................53
viii
Tabel 4.13 Total Bobot Dari 6 Parameter RMR .................................................56
Tabel 4.14 Kelas Massa Batuan Menurut Bobot Total Batulanau ......................56
Tabel 4.15 Uji Batas Cair ....................................................................................57
Tabel 4.16 Uji Batas Plastis ................................................................................58
Tabel 4.17 Uji Berat Isi .......................................................................................58
Tabel 4.18 Rekapitulasi Data Penelitian .............................................................66
ix
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 : Data Pengukuran Pengambilan Data Kekar Dilapangan
Lampiran 2 : Data Pengujian Sifat Fisik Batuan Dilaboratorium
Lampiran 3 : Data Pengujian Sifat Fisik Tanah Liquid Limit Dilaboratorium
Lampiran 4 : Data Pengujian Sifat Fisik Tanah Plastic Limit Dilaboratorium
Lampiran 5 : Data Pengujian Sifat Fisik Tanah Bobot Isi Dilaboratorium
Lampiran 6 : Pengolahan Data Uji Kuat Tekan
Lampiran 7 : Pengolahan Data Rock Quality Designation (RQD)
Lampiran 8 : Pengolahan Data Bobot Isi Batuan
Lampiran 9 : Pengolahan Uji Batas Cair (Liquid Limit)
Lampiran 10 : Pengolahan Uji Batas Plastis (Plastic Limit)
Lampiran 11 : Pengolahan Uji Berat Isi
Lampiran 12 : Foto Dokumentasi Lapangan
Lampiran 13 : Foto Dokumentasi Sampel Batuan Dilaboratorium
Lampiran 14 : Foto Dokumentasi Sampel Tanah
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah
PT. Allied Indo Coal Jaya menggunakan 2 metode penambangan yaitu
tambang terbuka dan tambang bawah tanah. Pada tambang terbuka kegiatan
penambangannya menggunakan metode open cut-backfiling dan metode
penambangan bawah tanah menggunakan metode room and pillar. Pada tambang
terbuka sangat identik dengan lereng dan dapat memicu terjadinya kelongsoran.
Pemicu ini dapat disebabkan oleh faktor dari luar ataupun faktor dari dalam.
Faktor dari luar bisa disebabkan oleh aktivitas peledakan dan penggalian,
sedangkan faktor dari dalam disebabkan oleh kondisi geologi, kekar dan
sebagainya. Oleh karena itu perlu dilakukan analisis kestabilan lereng untuk
melakukan penambangan dengan aman.
Pada lokasi pit central di PT. Allied Indo Coal Jaya memiliki masalah
terjadinya runtuhan atau longsoran pada lereng tambang terbuka, runtuhan atau
longsoran ini bisa disebabkan oleh kegiatan penggalian dan peledakan yang dapat
mempengaruhi kestabilan lereng.
Dilereng tambang terbuka pit central tersebut terdapat rekahan-rekahan
atau kekar, rekahan-rekahan atau kekar ini bisa menyebabkan terjadinya
keruntuhan atau terjadinya longsoran pada lereng tambang terbuka tersebut. Hal
ini disebabkan oleh kegiatan aktivitas penambangan. Dan belum dianalisisnya
faktor keamanan pada lereng pit central tambang terbuka. Sehingga penelitian ini
sangat penting menganalisis faktor keamanan pada lereng tambang terbuka
tersebut. Analisis kestabilan lereng dilakukan dengan menggunakan metode Rock
Mass Rating dan dibantu dengan software slide v 6.0.
Masalah terjadinya longsoran dan terdapatnya rekahan-rekahan pada
lereng tambang terbuka pit central PT. Allied Indo Coal Jaya akan menyebabkan
terganggunya pada proses aktivitas penambangan. Hal tersebut tentu akan
2
membahayakan jiwa dan bisa merusak peralatan-peralatan penambangan yang
ada.
Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh peneliti sebelumnya yang
mengkaji tentang analisis kestabilan lereng antara lain: (Arie Noor Rakhman dan
Nur Widi Antanto, 2017) untuk mendapatkan hubungan kontrol geologi terhadap
stabilitas lereng pada diskontinuitas batuan dengan mengestimasi data sistem
klasifikasi massa batuan berupa sifat fisik diskontinuitas batuan, orientasi
kemiringan lereng, prilaku keteknikan massa batuan. (Teguh Samudera
Pramesywara dan Budhi Setiwan, 2014) untuk mendapatkan nilai faktor
keamanan lereng yang aman dan stabil pada kondisi nonsaturated, saturated, dan
saturated dengan seismic load dapat menggunakan tiga metode perhitungan yaitu
bishop yang disederhanakan, janbu yang disederhanakan, dan spencer dengan
menggunaka software slide V 6.0.
Berdasarkan permasalahan tersebut maka peneliti tertarik untuk
melakukan penelitian dengan judul " Analisis Kestabilan Lereng pada Tambang
Terbuka PT. Allied Indo Coal Jaya (AICJ) Parambahan Kota Sawahlunto
Sumatera Barat”.
1.2 Identifikasi Masalah
Dari latar belakang masalah, maka dapat diidentifikasi masalah adalah
sebagai berikut:
1. Terjadinya runtuhan atau longsoran pada lereng tambang terbuka di Pit
Central PT. Allied Indo Coal Jaya .
2. Adanya rekahan-rekahan atau kekar pada lereng tambang terbuka di
Pit Central PT. Allied Indo Coal Jaya.
3. Terganggunya proses aktivitas penambangan di Pit Central PT. Allied
Indo Coal Jaya.
4. Membahayakan jiwa dan bisa merusak peralatan penambangan yang
ada di Pit Central PT. Allied Indo Coal Jaya.
3
1.3 Batasan Masalah
Agar penelitian ini dilakukan secara terstuktur, maka dalam penelitian ini
perlu adanya batasan masalah adalah sebagai berikut:
1. Menganalisis kelas massa batuan dengan menggunakan metode Rock
Mass Rating di Pit Central PT. Allied Indo Coal Jaya.
2. Menganalisis faktor keamanan lereng tambang terbuka Pit Central PT.
Allied Indo Coal Jaya dengan menggunakan software slide v 6.0.
1.4 Rumusan Masalah
Berdasarkan identifikasi masalah yang ada, maka rumusan masalah
sebagai berikut:
1. Berapa nilai bobot massa batuan menggunakan metode Rock Mass
Rating di lereng tambang terbuka Pit Central PT. Allied Indo Coal
Jaya?
2. Berapa faktor keamanan menggunakan metode bishob simplified
dengan software slide v 6.0 pada lereng tambang terbuka Pit Central
PT Allied Indo Coal Jaya?
1.5 Tujuan Penelitian
Agar penelitian ini dapat dilakukan secara terstruktur, maka memiliki
tujuan penelitian adalah sebagai berikut:
1. Menentukan kelas massa batuan dengan menggunakan metode Rock
Mass Rating.
2. Mendapatkan faktor keamanan dengan menggunakan software slide v
6.0 dari lereng tambang terbuka Pit Central PT. Allied Indo Coal Jaya.
1.6 Manfaat Penelitian
Manfaat dari penelitian ini dapat di bagi menjadi 3 bagian:
1. Bagi Peneliti
Dapat mengaplikasikan ilmu di bangku perkuliahan ke dalam bentuk
penelitian, dan meningkatkan kemampuan peneliti dalam menganalisa
4
suatu permasalahan serta menambah wawasan peneliti khususnya di
bidang keilmuan teknik pertambangan.
2. Bagi institusi STTIND Padang
Penelitian ini dapat dijadikan sebagai referensi bahan bacaan,
khususnya mahasiswa teknik pertambangan dalam menyelesaikan
tugas kuliah, ataupun sebagai referensi mengangkat judul penelitian
maupun kerja praktek.
3. Bagi Perusahaan
Dari penelitian ini dilakukan dapat menjadi masukan positif bagi
perusahaan sebagai bahan pertimbangan dalam menyelesaikan
permasalahan yang berkaitan dengan keamanan lereng tambang agar
menjadi tolak ukur dalam melakukan kajian terhadap lereng tambang
agar tidak longsor.
5
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Landasan Teori
2.1.1 Tinjauan Umum Perusahaan
PT. Allied Indo Coal Jaya (PT.AICJ) merupakan perusahaan umum yang
melakukan kegiatan penambangan batubara dengan jenis perusahaan PKP2B
(perjanjian kerjasama perusahaan tambang batubara) sesuai dengan kontrak
No.J2/Ji.Du/25/1985. Dengan luas area 844 Ha. Awalnya perusahaan ini
merupakan perusahaan swasta yang didukung oleh penanaman modal asing. Kerja
sama antara Allied Queesland Coalfleds (AQS) limited. Dari Australia dengan PT.
Mitra Abadi Sakti (PT. MAS) dari Indonesia dengan komposisi saham masing-
masing 80% saham dan 20% pada tahun 1992 yang mengontrol seluruh
manajemen perusahan.
Pada awalnya kegiatan eksplorasi di Perambahan telah dilakukan oleh
pemerintahan Indonesia pada tahun 1975 dan 1983. Kegiatan eksplorasi di
lanjutkan oleh PT. AICJ dalam tahun 1985 dan 1998 setelah kegiatan ekplorasi
selesai dilaksanakan, maka PT. AICJ melakukan tambang terbuka yang
bekerjasama dengan devisi alat berat PT. United Traktor dalam pegembangan
peralatan penambangan. Pada tahun 1991 PT. AICJ selaku pemilik kuasa
penambangan (KP) bekerjasama dengan kontraktor PT. Pama Persada Nusantara
hingga tahun 1996. Selanjutnya PT. AICJ melakukan kerjasama berturut-turut
dengan kontraktor PT. Berkelindo Jaya Pratama dan PT. Pasura Bina Tambang.
Namun pada tahun 2008, kegiatan penambangan sempat mengalami
gangguan dengan adanya permasalahan tambang rakyat. Disamping itu PT. Allied
Indo Coal Jaya (PT.AICJ) melakukan pengembangan tambang terbuka ke
tambang bawah tanah yang diresmikan pada Oktober 2003. Kegiatan operasional
tambang bawah tanah dilaksanakan oleh kontraktor, yaitu PT. Telagabara
Makmur Sejati. Agustus 2004, seiring dengan membaiknya harga batubara pada
6
pasaran Internasional, PT. Allied Indo Coal Jaya melakukan kembali tambang
terbuka dengan kontraktor PT. Cipta Kridatama.
2.1.2 Keadaan Geologi dan Endapan
2.1.2.1 Kondisi Geologi Umum
Area Perambahan memiliki kondisi geologi yang cukup kompleks, dimana
stuktur geologi berupa patahan atau sesar yang sangat mempengaruhi pola
penyebaran lapisan batubara dan juga kualitas batubara.
Cekungan Ombilin terbentuk sebagai akibat langsung dari gerak mendatar
yang mengarah kekanan dari sistem sesar Sumatera pada masa paleosen awal.
Akibatnya terjadi tarikan yang membatasi oleh sistem sesar normal berarah utara-
selatan. Daerah tarikan tersebut dijumpai dibagian utara cekungan pada daerah
pengundakan mengarah kekiri antara sesar setangkai dan sesar Silungkang yaitu
Terban Talawi. Sedangkan bagian selatan cekungan merupakan daerah kompresi
yang ditandai oleh terbentuknya sesar naik dan lipatan (sesar sinamar). Ketebalan
batuan sedimen di cekungan Ombilin mencapai ±4.500 m terhitung sangat tebal
untuk cekungan berukuran panjang ±60 km dan lebar ±30 km.
Dari hasil beberapa penyelidikan yang telah dilakukan, daerah penelitian
diyakini terletak pada sub-cekungan kiliran yang merupakan bagian dari suatu
sistem cekungan intramortana (cekungan pegunungan),yang merupakan bagian
dari tengah pegunungan bukit barisan. Cekungan-cekungan tersebut mulai
berkembang pada pertengahan tersier, sebagai akibat pergerakan ulang dari
patahan-patahan yang menyebabkan terbentuknya cekungan-cekungan tektonik di
daerah tinggi (intra mountain basin) cekungan-cekungan yang terbentuk di antara
pegunungan tersebut merupakan daerah pengendapan batuan-batuan tersier yang
merupakan siklus sedimen tahap kedua.
Endapan-endapan sedimen yang terdapat didalamnya cekungan-cekungan
Sumatera Timur nyaris terganggu oleh orogenesa yang membentuk punggung
bukit barisan, sehingga dapat dijumpai urutan stratifigasi yang selaras, mulai dari
formasi minas, sihapas, sampai formasi pemantang, yang memberi petunjuk
bahwa endapan berlangsung terus menerus hingga kuater. Tidak demikian halnya
dengan bagian sebelah barat. Pada bagian ini merupakan cekungan muka
7
(foredeep) dimana sekarang daerah tersebut merupakan busur luar, non-vulkanik
(nonvulcanic outer arch), perlipatan-perlipatan dan pensesaran mempengaruhi
sedimen-sedimen tersier bawah dan tengah.
Sumber: PT. Allied Indo Coal Jaya
Gambar 2.1 Peta Geologi PT Allied Indo Coal Jaya
2.1.2.2 Litologi
Daerah perambahan terdiri dari empat batuan yaitu batuan pasir
(sandtone), batuan lempung (claystone), batubara (coal) dan batuan lanau
(silstone).
1. Batu Pasir (sandstone)
` Adalah batuan sedimen yang terutama terdiri dari mineral berukuran pasir
atau butir-butir batuan yang dapat berasal dari pecahan batuan-batuan
lainnya. Batu pasir memiliki berbagai jenis warna diantaranya: coklat
muda, coklat, kuning, merah, abu-abu dan putih.
8
2. Batu Lempung (claystone)
Adalah batuan yang memiliki strukturpadat dengan susunan mineral
yang lebih banyak dari batu lanau. Tersusun dari hidrous aluminium
silikat (mineral lempung) yang ukuran butirannya halus yakni tidak lebih
dari 0,002 mm.
3. Batubara (coal)
Adalah batuan sedimen yang dapat terbakar, terbentuk dari endapan
organik, utamanya adalah sisa-sisa tumbuhan dan terbentuk melalui
proses pembatubaraan.
4. Batu Lanau (siltstone)
Adalah batuan sedimen klastik menengah dalam komposisi mineralnya
antara batu pasir dan lempung. Batu lanau termasuk dalam sedimen,
karena batu ini terbentuk akibat litifikashi bahan rombakan batuan asal
atau denudasi. Batuan asal dapat dari batuan beku, metamorf, dan
sedimen.
2.1.2.3 Morfologi
Secara umumnya morfologi daerah penyelidikan dapat digolongkan
sebagai perbukitan yang rendah sampai terjal, dengan sudut kemiringan lereng
berkisar antara 5˚ sampai 30˚, yang dikontrol oleh litologi berupa rijang,
metagamping, lava, batu pasir, batu lanau, dan batu lempung, serta stuktur sesar.
Sedangkan pada kawasan yang berupa dataran mempunyai kemiringan sudut
kemiringan lereng berkisar antara 0˚sampai 4˚. Dengan litologi batu pasir, batu
lempung, serta rombakan dari batuan yang lebih tua. Ketinggian bukit berkisar
antara 140 m hingga 300 m dari permukaan laut (dpl). Puncak tertinggi lereng
timur berupa bukit kapur dengan ketinggian 300 m dpl. Lereng-lereng perbukitan
umumnya cukup terjal dengan sudut kemiringan lereng berkisar anatara 30˚hingga
50˚.
Pada umumnya sungai yang mengalir pada daerah penelitian berada pada
stadiun muda dimana dasarnya relatif terbentuk V adanya erosi horizontal yang
relatif lebih intensif dibandingan dengan erosi vertikal di beberapa tempat
9
sehingga terlihat pada beberapa sungai mempunyai dasar telah berbentuk U.
Secara umum pola aliran diwilayah ini dapat dikategorikan sebagai sistim pola
aliran sub paralel. Kenaikan permukaan air sungai pada saat musim hujan antara
0,5 hingga 2,50 meter.
2.1.2.4 Stratigrafi regional
Berdasarkan peta geologi lembar Solok Sumatera Barat oleh P.H Silitonga
1975 maka stratigrafi daerah penyelidikan dan sekitarnya berurutan dari muda ke
tua terdiri dari satuan aluvial (kuater) dan satuan batu lanau, batubara, serpih
(tersier), serta satuan batuan Pra-Tersier. Sedangkan secara lokal berdasarkan
hasil eksplorasi dan pengamatan lapangan, maka satuan satuan batuan yang
ditemukan adalah sebagai berikut:
1. Aluvium: Terdapat disepanjang sungai dan muara sungai.
2. Batu lanau: Menutupi hampir diseluruh daerah penelitian dengan sisipan
batu pasir glaukonit, batu lempung, serpih dan batubara.
3. Breksi: Umumnya berwarna coklat sampai kemerahan, berfragamen
andesit dan lempung sebagai matrik.
Stratigrafi cekungan Ombilin yang terdiri dari satuan batu lanau, batubara,
batu pasir dan breksi termasuk dalam anggota formasi telisa yang terendapkan
tidak selaras diatas batuan metamorfik sebagai basement (batuan pra-tersier).
10
Sumber: PT. Allied Indo Coal Jaya
Gambar 2.2 Stratigrafi Cekungan Ombilin PT.Allied Indo Coal Jaya
2.1.3 Sistem Penambangan
Sistem penambangan pada PT.Allied Indo Coal Jaya ada dua yaitu sistem
tambang terbuka dengan metode open pitdan metode tambang bawah tanah room
and pillar. Metode tambang terbuka dengan tata cara penambangan searah jurus
pada lapisan dan kedudukan batubara, dimana pada akhir penambangan akan
dilakukan sistem back fillingterhadap lahan bekas tambang. Peralatan tambang
yang digunakan adalah kombinasi excavator dan dumptruck dibantu dengan
bulldozer sebagai alat garuk dorong dan grader untuk perawatan jalan.Metode
tambang bawah tanah room and pillar adalah penambangan bawah tanah untuk
endapan batubara.
11
2.2 Lereng
Bentuk dari permukaan bumi yang mempunyai bentuk sudut miring
dengan bidang horizontal disebut dengan lereng. Lereng terbagi menjadi dua yaitu
lereng alamiah dan lereng buatan, lereng alamiah adalah lereng yang terbentuk
karena adanya proses geologi, misalnya tebing sungai dan lereng bukit. Lereng
buatan adalah lereng yang terbentuk karena adanya proses timbunan dan galian.
Didalam kegiatan pertambangan terutama kegiatan tambang terbuka faktor
kestabilan lereng perlu diperhatikan karena lereng yang stabil akan menyebabkan
lereng menjadi aman dan kecil kemungkinan akan terjadinya longsor. Masalah
stabilitas lereng menjadi hal yang penting, karena berhubungan dengan kegiatan
penambangan. Jika terdapat longsor pada lereng yang berdekatan dengan jalan
angkut utama akan menyebabkan berbagai macam gangguan pada proses
penambangan hal itu tentu akan membahayakan jiwa dan peralatan yang ada.
(Audah dkk, 2017).
Keberadaan retakan pada batuan berupa kekar, sesar ataupun pada bidang
kontak batuan merupakan diskontinuitas massa batuan yang terbentuk secara
alamiah (Bieniawski, 1989) dalam (jurnal Teknologi Technoscientia, 2017).
Perilaku massa batuan terhadap stabilitas diskontinuitas massa batuan dapat
tercermin melalui sistem klasifikasi massa batuan (Rock Mass Classification)
yang diperoleh melalui determinasi penggolongan data kekuatan batuan, Rock
Quality Designation, karakter diskontinuitas dan kondisi air tanah (Liu & Chen)
dalam (jurnal Teknologi Technoscientia, 2017), macam-macam sisitem klasifikasi
massa batuan dapat diplikasikan untuk penelitian stabilitas diskontinuitas massa
batuan diantaranya Rock Mass Rating (RMR). (Arie Noor Rakhman dan Nur Widi
Astanto Agus Triheriyadi, 2017)
Kestabilan lereng, baik lereng alami maupun lereng buatan (buatan
manusia) serta lereng timbunan, dipengaruhi oleh beberapa faktor yang dapat
dinyatakan secara sederhana sebagai gaya-gaya penahan dan gaya-gaya penggerak
yang bertanggung jawab terhadap kestabilan lereng tersebut. Pada kondisi gaya
penahan (terhadap longsoran) lebih besar dari gaya penggerak, lereng tersebut
akan berada dalam kondisi yang stabil (aman). Namun, apabila gaya penahan
12
lebih kecil dari gaya penggeraknya, lereng tersebut tidak stabil dan akan terjadi
longsoran. Sebenarnya, longsoran merupakan suatu proses alami yang terjadi
untuk mendapatkan kondisi kestabilan lereng yang baru (keseimbangan baru),
dimana gaya penahan lebih besar dari gaya penggeraknya.
Klasifikasi massa batuan terdiri dari beberapa parameter sangat cocok
untuk mewakili karakteristik massa batuan, khususnya sifat-sifat bidang lemah
atau kekardan derajat pelapukan massa batuan. Klasifikasi Rock Mass Rating
yang diusulkan oleh Bieniawski (1979) digunakan untuk menentukan kualitas
massa batuan berdasarkan lima parameter, yakni kuat tekan batuan utuh (UCS),
Rock Quality Designation (dengan melakukan pengukuran atau estimasi), spasi
bidang-bidang diskontinu, kondisi bidang diskontinu, dan kondisi air tanah.Untuk
menyatakan tingkat kestabilan suatu lereng, dikenal istilah faktor keamanan
(safety factor). Faktor keamanan diperlukan untuk mengetahui kemantapan suatu
lereng untuk mencegah bahaya longsoran diwaktu-waktu yang akan datang.
Faktor Keamanan (FK) =
……………………………………...2.1
Menurut Abramsom (2002) dalam (Irwandi Arif, 2016: hal 106), tujuan
analisis kestabilan lereng antara lain:
1. Menilai kestabilan lereng pada kondisi berdasarkan jangka waktu pendek
(biasanya selama tahap konstruksi) dan panjang.
2. Menilai kemungkinan terjadinya longsoran yang melibatkan lereng
alami dan lereng Memahami pembentukan dan jenis-jenis lereng alami
serta hal-hal yang mempengaruhi karakteristik lereng tersebut.
3. buatan.
4. Memahami mekanisme runtuhan dan pengaruh dari faktor-faktor
lingkungan serta menganalisis longsoran yang terjadi.
5. Memungkinan perancangan ulang suatu lereng yang telah runtuh, dan
jika perlu melakukan perencanaan untuk pengukuran ulang sebagai
langkah preventif.
6. Mempelajari pengaruh beban seismik (seismic loading) pada lereng.
13
Macam-macam longsoran yang sering terjadi pada lereng tambang
diklasifikasi kedalam 4 jenis longsoran, antara lain sebagai berikut (Irwandy Arif,
2016: hal. 24-26):
1. Longsoran Bidang (Plane Failure)
Longsoran bidang relatif jarang terjadi. Namun, jika ada kondisi yang
menunjang terjadinya longsoran bidang, longsoran yang terjadi mungkin
akan lebih besar (secara volume) dari pada longsoran lain. Longsoran ini
disebabkan oleh adanya struktur geologi yang berkembang, seperti kekar
(joint) ataupun patahan yang dapat menjadi bidang luncur.Untuk kasus
longsoran bidang dengan bidang gelincir tunggal, persyaratan berikut ini
harus terpenuhi (Wyllie dan Mah, 2004) dalam (Irwandi Arif, 2016: hal.
116)
a. Bidang gelincir mempunyai strike sejajar atau hampir sejajar
(maksimal 20°) dengan strike lereng.
b. Jejak bagian bawah bidang lemah yang menjadi bidang gelincir
harus muncul dimuka lereng. Dengan kata lain, kemiringan bidang
gelincir lebih kecil daripada kemiringan lereng.
c. Kemiringan bidang gelincir lebih besar daripada sudut geser
dalamnya.
d. Harus ada bidang release yang menjadi pembatas dikanan dan kiri
blok yang menggelincir.
2. Longsoran Baji (Wedge Failure)
Longsoran baji merupakan jenis longsoran yang sering terjadi dilapangan.
Longsoran akan terjadi bila ada dua bidang lemah atau lebih yang saling
berpotongan sedemikian rupa sehingga membentuk baji terhadap lereng.
Persyaratan yang harus terpenuhi untuk terjadinya longsoran baji adalah bila
sudut yang dibentuk garis potong kedua bidanglemah tersebut dengan
bidang horizontal lebih kecil dari sudut lerengnya dan sudut garis potong
kedua bidang lemah tersebut lebih besar dalamya.
14
3. Longsoran Guling (Toppling Failure)
Longsoran guling umunya terjadi pada lereng yang terjal dan pada batuan
yang keras dengan struktur bidang lemahnya yang berbentuk
kolom.Longsoran guling ini terjadi apabila bidang-bidang lemah yang hadir
dilereng mempunyai kemiringan yang berlawanan dengan kemiringan
lereng.
4. Longsoran Busur (Circular Failure)
Longsoran busur banyak banyak terjadi pada lereng batuan lapuk atau sangat
terkekarkan dan di lereng-lereng timbunan. Bentuk bidang gelincir pada
longsoran busur, akan menyerupai busur bila digambarkan pada penampang
melintang. Longsoran jenis ini sering terjadi apabila ukuran fragmen tanah
atau massa batuan sangat kecil dibandingkan ukuran lereng.
2.2.1 Analisis Menggunakan Klasifikasi Massa Batuan
Terdapat empat parameter yang perlu diperhatikan dalam perancangan
kestabilan lereng di tambang terbuka, yaitu rencana penambangan, kondisi
struktur geologi, sifat-sifat fisik dan material pembentuk lereng, serta tekanan air
tanah.Dari keempat parameter tersebut, struktur geologi merupakan parameter
yang paling dominan dalam mengontrol kemantapan lereng batuan, baik dari
bentuk maupunarah longsoran yang terjadi.
Klasifikasi massa batuan yang terdiri dari beberapa parameter yang sangat
cocok untuk mewakili karakteristik massa batuan, khususnya sifat-sifat bidang
lemah atau kekar dan derajat pelapukan massa batuan. Berdasarkan parameter
tersebut, sudah banyak usulan atau modifikasi klasifikasi massa batuan yang dapat
digunakan untuk merancang kemantapan lereng. Pada umumnya klasifikasi
tersebut mencoba menghubungkan parameter sudut kemantapan lereng dengan
bobot klasifikasi massa batuan untuk berbagai tinggi lereng. (Irwandy Arif, 2016:
hal. 154).
15
2.2.2 UjiSifat Fisik Batuan
Sifat fisik batuan yang ditentukan untuk kepentingan penelitian geoteknik
antara lain bobot isi asli (natural density), bobot isi kering (dry density), bobot isi
asli jenuh (saturated density), berat jenis semu (apparent specific grafity), berat
jenis sejati (true specific grafity), kadar air asli (natural water conten), kadar air
jenuh (absorpation), derajad kejenuhan, porositas (n), dan void ratio (e).
Uji sifat fisik berguna sebagai data pendukung dari batuan yang akan diuji.
Apabila hasil dari uji sifat fisik batuan yang diuji menunjukkan ketidakseragaman,
hal ini menjadi indikasi tidak meratanya kekuatan batuan, atau dengan kata lain
batuan yang diuji sangat bervariasi (heterogen). (Irwandy Arif, 2016: hal 69-70).
2.2.2.1 Prosedur Uji Sifat Fisik Batuan
Prosedur yang dilakukan untuk memperoleh data sifat fisik batuan adalah
sebagai berikut dalam (Irwandy Arif, 2016: hal. 70):
1. Timbang massa batuan natural yang belum diberi perlakuan apapun
(Wn).
2. Batuan dijenuhkan dengan menggunakan desikator selama 24 jam lalu
ditimbang (Ww).
3. Timbang massa batuan jenuh yang tergantung dalam air (Ws).
4. Contoh batuan jenuh dikeringkan di dalam oven selama 24 jam pada
suhu ± 90°.
5. Timbang massa batuan kering (Wo).
6. Volume batuan tanpa pori-pori: Wo –Ws.
7. Volume batuan total: Ww- Ws.
2.2.2.2 Perhitungan Penentuan Sifat Batuan
Perhitungan dalam menentukan sifat fisik batuan sebagai berikut yang
mana:
Wn : Berat Natural
Ww : Berat Jenuh Air
Ws : Berat Tergantung (berat solid)
16
Wo : Berat Kering Oven
1. Bobot isi asli (natural density)
Merupakan perbandingan antara berat batuan asli dengan volume total
batuan.
Rumus :
…………………………………………………….….2.2
2. Bobot isi kering (dry density)
Merupakan perbandingan antara berat batuan kering dengan volume total
batuan.
Rumus :
…………………………………………………….….2.3
3. Bobot isi jenuh (saturated density)
Merupakan perbandingan antara berat batuan jenuh dengan volume total
batuan.
Rumus :
……………………………………………….……….2.4
4. Berat jenis semu (apparent specific gravity)
Merupakan perbandingan antara bobot isi butiran dengan bobot isi air.
Rumus :
bobot isi air…………………………………….…….2.5
5. Berat jenis sejati (true specific gravity)
Merupakan perbandingan antara bobot isi butiran dengan bobot isi air.
Rumus :
/bobot isi air……………………………….…………2.6
6. Kadar air asli (natural water content)
Merupakan perbandingan antara berat air dalam batuan asli dengan berat
butiran batuan dan dinyatakan dalam %.
Rumus :
………………………………….…………..2.7
7. Kadar air jenuh (saturated water content)
Merupakan perbandingan antara berat air dalam batuan dengan berat
butiran batuan yang dinyatakan dalam %.
Rumus :
.......................................................................2.8
17
8. Derajat kejenuhan (degree of saturation)
Merupakan perbandingan antara kadar air asli dengan kadar air jenuh
dan dinyatakan dalam%.
Rumus :
.......................................................................2.9
9. Porositas (n)
Merupakan perbandingan antara volume rongga dalam batuan dengan
volume total batuan dinyatakan dalam %.
Rumus :
.....................................................................2.10
10. Void ratio (e)
Merupakan perbandingan antara volume rongga dalam batuan dengan
volume butiran batuan.
Rumus :
……………………………………………………….….2.11
2.2.3 Klasifikasi Rock Mass Rating (RMR)
Klasifikasi rock mass rating diusulkan oleh Bieniawski (1979) digunakan
untuk menentukan kualitas massa batuan berdasarkan lima parameter, yakni kuat
tekan batuan utuh (UCS), RQD (dengan melakukan pengukuran estimasi), spasi
bidang-bidang diskontinu, kondisi bidang-bidang diskontinu, dan kondisi air
tanah. (Irwandy Arif, 2016: hal 157).
1. Penentuan Sifat Mekanik Batuan Di Laboratorium
a. Uji Kuat Tekan Uniaksial (Unconfined Compressive Strength Test)
Uji tekan dilakukan untuk mengukur kuat tekan uniaksial
(Unconfined Compressive Strength Test – UCS Test)dari sebuah
contoh batuan berbentuk silinder dalam satu arah (uniaksial).Tujuan
utama uji ini adalah untuk mengklasifikasi kekuatan dan karakterisasi
batuan utuh.Hasil uji ini berupa beberapa informasi, sepertitegangan-
regangan, kuat tekan uniaksial, modulus elastisitas, nisbah poisson,
energy fraktur, dan energy fraktur spesifik.
Pengujian ini dilakukan menggunakan mesin tekan (compression
machine) dan dalam pembebanannya mengikuti standar dari
18
Internasional Society for Rock Mechanics (ISRM, 1981). Contoh
batuan yng akan digunakan dalam pengujian kuat tekan harus
memenuhi beberapa syarat. Kedua muka contoh batuan uji harus
mencapai kerataan hingga 0,02 mm dan tidak melenceng dari sumbu
tegak lurus lebih besar daripada 0,001 radian (sekitar 3,5 min) atau
0,05 mm dalam 50 mm (0,06°). Demikian juga sisi panjangnya harus
bebas dari ketidakrataan sehingga kelurusannya sepanjang contoh batu
uji tidak melenceng lebih dari 0,3 mm.
Perbandingan antara tinggi dan diameter contoh batuan (L/D)
akan mempengaruhi nilai kuat tekan batuan. Jika digunakan
perbandingan (L/D) = 1, kondisi tegangan triaxial saling bertemu
sehingga akan memperbesar nilai kuat tekan batuan. Sesuai dengan
ISRM (1981), untuk pengujian kuat tekan digunakan rasio (L/D) antara
2-2,5 dan sebaiknya diameter (D) contoh batu uji paling tidak
berukuran tidak kurang dari ukuran NX, atau kurang lebih 54 mm.
Semakin besar perbandingan antara tinggi dan diameter contoh batuan
yang digunakan, kuat tekannya akan semakin kecil seperti di tunjukan
oleh persamaan dibawah ini:
Menurut American Society for Testing and Materials (ASTM):
c
=1 = c / (0,778 +
) ………………...…………..………..…2.12
Menurut Protodyakonov:
c
=2 = 8 c / (7 +
) …………………………………..…………2.13
Keterangan: c = kuat tekan batuan
b. Point Load Test (Tes Franklin)
Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui kekuatan (strength)dari contoh batuan
secara tidak langsung di lapangan.Contoh batuan dapat berbentuk silinder atau
tidak beraturan. Peralatan yang digunakan untuk uji point load, mudah dibawa
kemana-mana, tidak begitu besar, dan cukup ringansehingga pengujian mudah
dilakukan dan dapat dengan cepat diketahui kekuatan batuan di lapangan sebelum
19
pengujian di laboratorium dilakukan. Contoh batuan yang disarankan untuk
pengujian ini adalah yang berbentuk silinder dengan diameter = 50 mm (NX = 54
mm) lihat ISRM, 1985).
Gambar 2.3 Alat Uji Point Load Index
Sumber: Made Astawa Rai dkk,2011
Gambar 2.4 Tipe dan syarat contoh batuan uji PLI (International Society for Rock
Mechanic 1985)
Menurut Broch & Franklin (1972) dalam (Irwandy Arif, 2016: hal 81), indeks
point load (IS) suatu contoh batuan dapat dihitung dengan menggunakan
persamaan:
20
Is = P/D2……………………………………………………………2.14
Apabila diameter contoh batuan yang digunakan bukan 50 mm, maka diperlukan
faktor koreksi terhadap persamaan yng diturunkan oleh Broch dan
Franklin.Menurut Greminger (1982) dalam mekanika batuan (Made Astawa Rai
2011: hal 164), selang faktor koreksi tergantung besarnya diameter. Karena
diameter ideal yang digunakan adalah 5 mm, maka Greminger menurunkan
persamaan:
Is(50) = F (P/D2)…………..…………………………..…………….2.15
Dengan,
F = (d/50)0.45
......................................................................................2.16
Sehingga diperoleh suatu persamaan Point Load Indeks yang telah dikoreksi
sebagai berikut:
F = (d/50)0.45
(P/D2)...........................................................................2.17
Jika Is = 1 Mpa, indeks tersebut tidak memiliki arti, maka penentuan kekuatan
harus berdasarkan uji UCS, dan menurut Bieniawski dengan diameter contoh 50
mm, maka UCS dapat ditentukan melalui,
c = 23 x Is…………………………………………………………2.18
Uji aksial dan uji bongkah beraturan (irregular lump) menggunakan dimeter
ekivalen (De) dalam perhitunganPoint Load Index yang diturunkan dari luas
penampang minimum,
A = WD =
D
2e =
WD……………..…………………………….2.19
Sehingga persamaan yang digunakan akan menjadi:
Is(50) = F (P/D2e)……………………………..………….………..…2.20
Dimana F = (
)0,45
………………………..…………………..…...2.21
Keterangan:
Is(50) = Point Load Indeks diameter 50 mm (MPa)
P = Beban maksimum contoh pecah (N)
D = Jarak antar konus penekan (mm)
d = Diameter contoh (mm)
21
2.Rock Quality Designation (RQD)
RQD adalah modifikasi dari persentase perolehan inti yang utuh dengan panjang
10 cmatau lebih. Untuk menentukan RQD, ISRM merekomendasikan ukuraninti
paling kecil berdiameter NX (54) yang dibor menggunakan double tube core
barrels.Bila bor inti tidak tersedia, dapat dihitung dengan pengukuran bidang
diskontinu (metodescanline).Jarak pisah antar bidang diskontinu yang berurutan
sepanjang sebuah garis pengamatan yang disebut scanline, dan dinyatakan sebagai
intactleght.Panjang scanline minimum untuk pengukuran jarak diskontinu adalah
50 kali jarak rata-rata diskontinu yang hendak diukur. Menurut International
Society for Rock Mechanic (ISRM, 1981) panjang ini cukup 10 kali tergantung
tujuan pengukuran scanline-nya.
RQD = 100 (0.1 λ+1) e-0,1
…………………………………………….2.22
Keterangan = banyak kekar dalam 1 meter.
Tabel 2.1
Klasifikasi Jarak Kekar (Attewell, 1993)
Deskripsi Jarak Struktur Bidang Diskontinu Jarak
Spasi sangat lebar Perlapisan sangat tebal >2000
Spasi lebar Perlapisan tebal 600 – 2000
Spasi cukup lebar Perlapisan sedang (medium) 200- 600
22
Spasi rapat Perlapisan tipis 60 -200
Spasi sangat rapat
Perlapisan sangat tipis 20 – 60
Laminasi tebal (batuan
sedimen)
6- 20
Laminasi sempit (batuan
metamorf dan batuan beku)
6 – 20
Berlapis, memiliki belahan
(cleavage), struktur
perlapisan seperti
aliran/flow(flow-banded),
metamorfik, dll.
6- 20
Spasi sangat rapat sekali
(ekstrem)
Perlapisan tipis (batuan
sedimen)
<20
Sangat berfoliasi, memiliki
belahan (cleavage) dan
struktur perlapisan seperti
aliran/flow (flow-banded),
(batuan metamorf dan
batuan beku), dll
<6
Sumber: Irwandy Arif, 2016
Tabel 2.2
RMR – A Klasifikasi Parameter dan Pembobotan
N
o
Parameter Selang Pembobotan
1 Kuat PLI >10 4-10 2-4 1-2 Gunakan
23
tekan (MPa) nilai UCS
Batua
n
utuh
UCS
(MPa)
>250 100-250 50-100 25-50 5-
2
5
1
-
5
<
1
Bobot 15 12 7 4 2 1 0
2 RQD % 90-100 75-90 50-75 25-50 <25
Bobot 20 17 13 8 3
3 Jarak kekar >2 m 0,6-2 m 0,2-0,6 m 0,06-0,2 m <0,06 m
Bobot 20 15 10 8 5
4
Kondisi kekar
Permuka
an sangat
kasar, tak
menerus,
tak
terpisah,
dinding
tak lapuk
Permuka
an agak
kasar
pemisaha
n <1 mm,
dinding
agak
lapuk
Permuka
an agak
kasar
pemisaha
n <1 mm,
dinding
sangat
lapuk
Permukaan
slickensided
atau gouge
<5
mm,pemisah
an 1-5 m,
menerus
Gouge
lunak >5
mm atau
pemisahan
>5 mm,
menerus
Bobot 30 25 20 10 0
Aliran per
10 m
panjang
singkapan
(Lt/men)
Kosong
<10
10-25
25-125
>125
5
Air
tanah
Tekanan
air/tegang
an utama
major
0
<0,1
0,1-0,2
0,2-0,5
>0,5
Kondisi
umum
Kering Lembab Basah Menetes Mengalir
Bobot 15 10 7 4 0
Sumber: Irwandy Arif,2016
Klasifikasi bidang kekar terdiri dari 5 parameter yang mana parameter tersebut
merupakan parameter terpenting dalam menentukan metodeRock Mass
Rating(RMR), diantaranya yaitu:
1. Panjang kekar (persistensi)
2. Pemisahan bukaan (aperture)
3. Kekasaran (roughness)
4. Isian (gouge)
5. Pelapukan (weather)
Tabel 2.3
Panduan Untuk Klasifikasi Bidang Kekar
24
Panduan untuk klasifikasi bidang kekar
Persisitensi <1 m 1-3 m 3-10 m 10-20 m >20 m
Bobot 6 4 2 1 0
Pemisahan
bukaan
(aperture)
None <0,1 mm 0,1-1,0mm 1-5 mm >5 mm
Bobot 6 5 4 1 0
Kekasaran Very rough Rough Slightly
rough
Smooth Slicken
sided
Bobot 6 5 3 1 0
Isian
(gouge)
None Hard
filling <5
mm
Hard
filling >5
mm
Soft
filling <5
mm
Soft filling
>5 mm
Bobot 6 4 2 2 1
Pelapukan Unweathered Slightly
weathered
Moderately
weathered
Highly
weathered
Decomposed
Bobot 6 5 3 1 0
Sumber: Made Astawa Rai dkk, 2011
Tabel 2.4
Koreksi Orientasi Untuk Penggalian Dengan RMR (Fowell & Johnson, 1991)
Koreksi orientasi untuk penggalian dengan RMR
Kelas
Batuan I II III IV V
Orientasi
jurus &
kemiring
an
Sangat
menguntung
kan
Menguntung
kan
Sedan
g
Tidak
menguntung
kan
Sangat tidak
menguntung
kan
Bobot
untuk
penggali
an
-12 -10 -5 -2 0
Sumber: Made Astawa Rai dkk, 2011
Tabel 2.5
RMR – B Peubah Bobot Orientasi Kekar
Jurus &
kemiringan
orientasi kekar
Sangat
menguntu
ngkan
Menguntu
ngkan
Seda
ng
Tidak
menguntu
ngkan
Sangat
tidak
menguntu
ngkan
Pembob Terowo 0 -2 -5 -10 -12
25
otan ngan
Fondasi 0 -2 -7 -15 -25
Lereng 0 -5 -25 -50 -60
Sumber: Made Astawa Rai dkk, 2011
Tabel 2.6
RMR – C Kelas Massa Batuan Menurut Bobot Total
Bobot 100-81 80-61 60-41 40-21 <20
No. Kelas I II III IV V
Description Batuan
sangat baik
Batuan
baik
Batuan
sedang
Batuan
buruk
Batuan
sangat
buruk
Sumber: Made Astawa Rai dkk, 2011
Tabel 2.7
RMR – D Arti Kelas Massa Batuan
Kelas I II III IV V
Stand Up
Time
20 th-15 m
span
1 th-10 m
span
1 mg-5 m
span
10 jam-2,5
m span
30 menit-1
m span
Kohesi
massa
batuan Cm
(Kpa)
>400 300-400 200-300 100-200 <100
Sudut gesek
dalam
>450 350-450 250-350 150-250 <150
Sumber: Made Astawa Rai dkk, 2011
2.2.4 Defenisi Dan Pengertian Tanah
Tanah adalah kumpulan tubuh alam yang menduduki sebagian besar deretan
planet bumi yang mapu menumbahkan tanaman dan sebagai tempat makhluk
hidup lainnya dalam melangsungkan kehidupannya. Tanah mempunyai sifat yang
mudah dipengaruhi oleh iklim, serat jasad hidup yang bertindak terhadap bahan
induk dalam jangka waktu tertentu. Istilah tubuh alam bebas adalah hasil
pelapukan batuan yang menduduki sebagian besar daratan permukaan bumi,
memiliki kemampuan untuk menumbuhkan tanaman, dan menjadi tempat
makhluk hidup lainnya dalam melangsungkan kehidupannya.
26
Manfaat tanah dalam kehidupan bukan saja untuk manusia, tetapi juga untuk
makhluk hidup lainnya seperti hewan dan tumbuhan. Berbagai sudut pandang dari
manfaat tanah tergantung kepentingan orang memanfaatkannya.Secara umum
tanah didefenisikan sebagai material yang terdiri dari agregat (butiran) mineral-
mineral padat yang tidak tersementasikan (terikat secara kimia) satu sama lain dari
bahan-bahan organik yang telah melapuk, yang disertai dengan zat cair dan gas
mengisi mengisi ruang-ruang kosong antara partikel padat tersebut.
2.2.5 Proses Pembentukan Tanah
Proses pembentukan tanah diawali dari pelapukan batuan, baik pelapukan fisik
maupun pelapukan kimia. Dari proses pelapukan ini, batuan akan menjadi lunak
dan berubah komposisinya. Batuan yang lapuk belum tentu dikatakan sebagai
tanah, tetapi sebagai bahan tanah (regolith) karena masih menunjukan struktur
batuan induk. Proses pelapukan terus berlangsung hingga akhirnya bahan induk
tanah menjadi tanah, sehingga proses pelapukan ini menjadi awal terbentuknya
tanah.
Faktor pendorong pelapukan yang juga berperan dalam pembentukan tanah adalah
curah hujan dan sinar matahari. Salah satu faktor pembentuk tanah adalah iklim.
Namun masih ada faktor lain mempengaruhi proses pembentukan tanah, yaitu
organism, bahan induk, topografi, dan waktu.
2.2.6 Tanah Dan Jenis Tanah
Tanah terbentuk atas partikel besar dan kecil, yang tidak hanya terdiri atas partikel
keras saja, tetapi juga mengandung air dan udara. Tanah dapat digolongkan
menjadi tiga jenis, yaitu tanah non kohesif, tanah kohesif, dan tanah organik. Pada
non kohesif, antara butirannya saling lepas (tidak ada ikatan), pada tanah kohesif
butirannya sangat halus dan saling mengikat, sedangkan tanah organik punya ciri
tanahnya lemah dan mudah ditekan (compressible).
Yang termasuk tanah kohesif antara lain, kerikil, pasir dan lumpur. Kerikil
mempunyai ukuran butiran lebih besar dari 5 mm, ukuran butiran pasir berkisar
antara 0,1 mm – 5 mm. Baik pasir maupun kerikil dikategorikan menjadi dua
27
jenis, yaitu kerikil/pasir kasar dan halus. Ukuran butiran lumpur berkisar antara
0,005 mm- 0,1 mm.
2.2.7 Pengujian Tanah Dilaboratorium
Untuk melakukan pengujian pada tanah terdapat banyak pengujiannya, pengujian
dapat dilakukan dilaboratorium dengan alat-alat khusus, kegunaan dari pengujian
ini untuk mendapatkan nilai kohesi dan sudut geser dalam. Pengujian yang
digunakan pada penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Index Plastisitas (IP)
Selisih antara batas cair tanah dan batas plastis tanah. Untuk mendapatkan index
plastisitas (IP) digunakan persamaan 2.23.
IP = LL – PL…………………………………………………………...2.23
Keterangan:
IP = Index Plastisitas
LL= Liquid Limit (batas cair)
PL= Plastis Limit (batas plastis)
Liquid limit (LL) dalah kandungan air minimum pada tanah, sehingga tanah atau
butiran tanah tidak dapat bergerak didalamnya. Untuk mendapatkan nilai LL air
100 gram di campur dengan sampel tanah menggunakan spatula diaduk hingga
sampai homogen, kemudian letakan sampel tersebut dimangkok alat penguji batas
cair (kasa grande)setelah itu dibuat dua alur dengan membagi dua sampel tanah
tersebut dengan menggunakan alat grooving tool, kemudian putar alat penguji
batas cair hingga 25 ketukan, 25 tersebut merupakan batas cair dari sampel tanah
tersebut.
Plastis limit (PL) adalah kandungan air minimum pada tanah, saat tanah dapat
digulung hingga mencapai diameter 3 mm tanpa mengalami retak-retak. Untuk
mendapatkan nilai plastis limit pada sampel tanah digulung/dibentuk bulat
panjang menggunakan telapak tangan diatas kaca, setelah mengalami retakan
mencapai 3 mm diambil untuk diukur kadar airnya, setelah diukur itulah nilai
batas plastis tanah tersebut.
2. Kohesi
28
Kohesi adalah gaya tarik menarik antar partikel dalam tanah/batuan dinyatakan
dalam satuan berat per satuan luas. Kohesi tanah/batuan akan semakin besar jika
kekuatan gesernya makin besar. Nilai kohesi diperoleh dari pengujian
dilaboratorium. Untuk mendapatkan nilai kohesi menggunakan persamaan 2.24.
c = 0,105 + 0,008 (IP) + 0,009 (LL)………............…………………...2.24
Keterangan :
c = kohesi
IP = index plastisitas
LL = liquid limit
3. Sudut Geser Dalam
Sudut geser dalam merupakan sudut yang dibentuk dari hubungan antara tegangan
normal dan tegangan geser didalam material tanah atau batuan. Semakin besar
sudut geser dalam suatu material maka material tersebut akan lebih tahan
menerima tegangan luar yng dikenakan terhadapnya. Untuk mendapatkan nilai
sudut geser dalam menggunakan persamaan 2.25.
ds = 3,857 – 1,487 (IP) + 0,064 (LL)……………....………………...2.25
Keterangan:
= sudut geser dalam
IP = index plastisitas
LL= liquid limit
4. Bobot Isi Tanah
a. Bahan dan alat
1) Cincin uji dengan diameter 6 cm dan tinggi 2 cm
2) Pisau pemotong
3) Timbangan dengan ketelitian 0,01 gram
b. Langkah kerja
1) Timbang cincin dengan keadaan bersih (W1)
2) Benda uji disiapkan dengan menekan cincin pada tabung sampai
cincin terisi penuh
29
3) Ratakan kedua permukaan dan bersihkan cincin sebelah luar
4) Timbang cincin dengan ketelitian 0,01 gram (W2)
5) Hitung volume tanah dengan mengukur ukuran dalam cincin
dengan ketelitian 0,01 cm
V = r2.t……………………………………………………….2.26
Keterangan :
V = volume cincin
= 3,14
r2 = jari-jari
t = tinggi
Ws = W2 – W1……………..………………………………….2.27
Keterangan :
Ws = berat tanah
W2 = berat cincin + tanah
W1 = berat cincin kosong
=
…………………………………………………………2.28
Keterangan :
= bobot isi tanah
Ws = berat tanah
V = volume cincin
2.2.8 Faktor Keamanan Lereng
Stabilitas suatu lereng secara sederhana diindikasikan dengan nilai faktor
keamanan (FK) yang merupakan rasio antara gaya penahan dan gaya penggerak.
Dalam ranah probabilitas, kedua input parameter, baik gaya penahan maupun
gaya penggerak, merupakan fungsi dari variabel acak yang berdistribusi
probabilitas. Dengan mengombinasikan keduanya, probabilitas kelongsoran akan
didapatkan.
Pada gambar 2.5 dibahas konsep sederhana dari probabilitas (kemungkinan)
longsor suatu lereng dengan menggambarkan FK sebagai fungsi variabel acak
30
yang berdistribusi probabilitas. Probabilitas kelongsoran dihitung sebagai rasio
antara area pada distribusi FK<1 dibagi dengan total area pada kurva distribusi
probabilitas.
Sumber: Irwandy Arif, 2016
Gambar 2.5 Konsep Probabilitas Kelongsoran (Tapia et al.,2007)
SRK Consulting (2010) membuat hubungan sederhana untuk kriteria probabilitas
kelongsoran pada lereng tambang.
Tabel 2.8
Kriteria PK Pada Lereng Tambang (SRK Consulting, 2010)
Jenis Lereng Dampak
Longsoran
FK (min)
(Statik)
FK (min)
(Dinamik)
FKmax
p FK-1]
Tunggal/jenjang
(Bench) Low-Hight 1,1 NA 25-50%
Multi Jenjang
(Interramp)
Low 1,15-1,2 1,0 25%
Medium 1,2 1,0 20%
High 1,2-1,3 1,1 10%
31
Keseluruhan
(Overall)
Low 1,2-1,3 1,0 15-20%
Medium 1,3 1,05 5-10%
High 1,5 1,1 5%
Sumber: Irwandy Arif (2016)
2.2.9 Analisis Nilai Faktor Keamanan dengan Menggunakan Bantuan
Software Slide V6.0
Pemograman ini dibutuhkan data-data mengenai sifat massa batuan secara umum
yang terdiri dari berat jenis, berat jenis jenuh, tekanan pori, dan koefisien getaran
gempa. Selain itu juga diperlukan data-data lainnya, tetapi bergantung pada
kriteria kekuatan apa yang digunakan. Dengan menggunakan kriteria kekuatan
mohr-coulomb dibutuhkan data kohesi, sudut geser dalam dan bobot isi untuk
mencari faktor keamanan lereng.
2.2.9.1 Metode Bishop (Simplified Bishop Method)
Bishop adalah metode untuk menganalisis kestabilan lereng dengan
memperhitungkan gaya-gaya antar irisan yang ada dan berbentuk busur lingkaran.
Metode bishop disederhanakan (bishop, 1995) menganggap bahwa gaya-gaya
yang bekerja pada sisi-sisi irisan mempunyai resultan nol pada arah vertical.
Persamaan kuat geser dalam tinjauan tegangan efektif yang dapat dikerahkan
tanah, hingga tercapainya kondisi keseimbangan batas dengan memperhatikan
faktor aman.
32
2.3 Kerangka Konseptual Penelitian
Dalam penelitian ini terdapat kerangka konseptual yang akan membantu penulis
dalam menyelesaikan penelitian ini, yaitu sebagai berikut:
Gambar 2.5 Kerangka Konseptual
Berdasarkan kerangka konseptual diatas, maka dapat dijelaskan proses
penyelesaian dalam penelitian ini:
1. Masalah
Input yaitu proses pengambilan data baik dari lapangan langsung (data primer)
ataupun dari perusahaan itu sendiri (data sekunder). Data primer diambil dari
pengamatan langsung dilapangan, untuk mendapatkan data primer ini dengan
pengambilan sampel langsung dilapangan dan dilakukan pengujian di
laboratorium.Dan untuk data sekunder diperoleh dari data-data yang sudah ada
sebelumnya di perusahaan.
2. Solusi
Solusi untuk penelitian ini dengan cara mengumpulkan data, mengolah data, dan
menganalisis data dengan menggunakan rumus, metode yang sesuai dengan
penelitian, dan dibantu dengan perangkat lunak slide v 6.0.
Input
Data terdiri dari:
a. Data primer
1. Data uji kuat
tekan batuan
(sampel batuan)
2. Data kekar
3. Geometri lereng
b. Data sekunder
1. Peta geologi
Proses
Pengolahan Data
1. Mengklasifika
sikan massa
batuan
menggunakan
metode rock
mass rating.
2. Mendapatkan
nilai faktor
keamanan
dengan
menggunakan
bantuan
software slide
Output
1. Kelas massa
batuan di
lereng
tambang
terbuka di PT.
Allied Indo
Coal Jaya.
2. Faktor
keamanan dari
lereng
tambang
33
3. Hasil
Hasil untuk penelitian ini dengan mendapatkan klasifikasi massa batuan dan nilai
faktor keamanan dari penelitian.
5
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Jenis Penelitian
Jenis penelitian yang peneliti lakukan nanti adalah penelitian yang bersifat
terapan (applied research). Menurut Sugiyono (2009), penelitian terapan adalah
menerapkan, menguji, mengevaluasi kemampuan suatu teori yang diterapkan
dalam memecahkan masalah-masalah praktis.
Penelitian terapan ini digolongkan menurut tujuan penelitian yang
bertujuan untuk menemukan pengetahuan yang secara praktis dapat diaplikasikan.
Walaupun ada kalanya penelitian terapan juga untuk mengembangkan produk
penelitian dan pengembangan bertujuan untuk menemukan, mengembangkan dan
memvalidasi suatu produk.
3.2 Tempat dan Waktu Penelitian
3.2.1 Tempat Penelitian
Penelitian dilakukan diperusahaan tambang batubara PT. Allied Indo Coal
Jaya. Secara administratif lokasi penambangan PT. Allied Indo Coal Jaya berada
di desa Salak, Kecamatan Talawi, Kota Sawahlunto, Provinsi Sumatera Barat.
Wilayah tersebut terletak di sebelah Timur Laut Kota Padang. Secara geografis
wilayah IUP PT. Allied Indo Coal Jaya berada pada posisi E100°46’48”–
E100°48’47”BT dan S00°35’34”–S00°36’59”LS.
Lokasi penambangan dapat dicapai dengan menggunakan roda empat dan
roda dua dari kota Padang ke kota Sawahlunto dengan jarak tempuh ±120 km
dapat ditempuh dalam waktu ± 3,5 jam, dan dari kota Sawahlunto menuju lokasi
penambangan ± 12 km dengan jarak tempuh dalam waktu ± 25 menit.
6
Gambar 3.1 Peta Kesampaian Daerah PT. AIC Jaya
3.2.2 Waktu Penelitian
Pengambilan data dilaksanakan pada bulan Juli 2019 di PT. Allied Indo
Coal Jaya, Sawahlunto.
Tabel 3.1
Jadwal Penelitian
No Kegiatan Bulan
Februari
2019
Maret
2019
April
2019
Mei
2019
Juni
2019
Juli
2019
1 Bimbingan
jurnal
X
2 Seminar
jurnal
X
3 Bimbingan
proposal
X X
4 Seminar
proposal
X
5 Penelitian X
6 Bimbingan
skripsi
7 Kompre
7
3.3 Data dan Sumber Data
3.3.1 Data
Data yang dikumpulkan berupa:
1. Data primer, yaitu data yang dikumpulkan dengan melakukan
pengamatan atau pengukuran secara langsung di lapangan dan
pengujian laboratorium. Data primer dalam penelitian ini yaitu:
a. Data uji kuat tekan batuan (sampel batuan)
b. Data kekar
c. Geometri lereng
2. Data sekunder, yaitu merupakan data yang diperoleh dari data-data
yang sudah ada sebelumnya di perusahaan.
Data-data tersebut meliputi:
a. Peta geologi
b. Peta topografi
3.3.2 Sumber Data
Sumber data yang penulis dapatkan berupa kuantitatif yang bersal dari
pangukuran langsung dilapangan dan analisa dilaboratorium. Data kuantitatif
merupakan data informasi berupa simbol angka atau bilangan. Data ini didapat
melalui pengukuran langsung dilapangan dan pengujian dilaboratorium.
3.4 Teknik Pengumpulan Data
Dalam teknik pengumpulan data meliputi:
1. Sifat fisik batuan
Prosedur yang dilakukan untuk memperoleh data sifat fisik batuan
adalah sebagai berikut dalam (Irwandy Arif, 2016: hal. 70):
8. Timbang massa batuan natural yang belum diberi perlakuan
apapun (Wn).
9. Batuan dijenuhkan dengan menggunakan desikator selama 24 jam
lalu ditimbang (Ww).
10. Timbang massa batuan jenuh yang tergantung dalam air (Ws).
8
11. Contoh batuan jenuh dikeringkan dalam oven selama 24 jam pada
suhu 90°C.
12. Timbang massa batuan kering (Wo).
13. Volume batuan tanpa pori-pori: WoWs.
14. Volume batuan total: WwWs.
2. Pengukuran Bidang Diskontinu
Pengukuran sepanjang garis bentangan (scanline), menghitung banyak
kekar, jarak kekar, panjang kekar, bukaan kekar (aperture), isian kekar
dan pelapukan kekar. Alat-alat yang digunakan nantinya adalah tali,
palu, kompas geologi, meteran, penggaris, pensil, dan kapur tulis.
3. Pengukuran geometri lereng, strike dan dip disepanjang garis bentangan
(scanline) menggunakan kompas geologi dan meteran.
4. Sifat Fisik Tanah
a. Uji batas cair (liquid limit)
Batas cair adalah kadar air batas dimana suatu tanah berubah dari
keadaan cair menjadi keadaan plastis. Alat yang digunakan dalam
pemeriksaan batas cair (liquid limit) adalah:
1) Alat uji batas cair (cassagrande)
2) Alat pembuat alur (groofing tool)
3) Sendok dempul
4) Neraca dengan ketelitian 0,01 gram
5) Air
6) Oven yang dilengkapi dengan pengatur suhu sampai (110 ±
5)°C
Langkah kerja:
1) Aduk benda uji sebanyak ±200 gram dengan menggunakan
spatula, dan tambahkan air sambil diaduk hingga tanah
menjadi homogen.
2) Setelah merata, letakkan sebagian benda uji diatas mangkuk
batas cair, dan ratakan permukaan hingga bagian paling tebal
sekitar 1 cm
9
3) Buat alur dengan membagi 2 tanah sampel tersebut dengan
groofing tools.
4) Putar tuas alat dengan kecepatan jatuhan mangkuk 2 putaran
perdetik.
5) Lakukan putaran terus hingga belahan sampel bersinggungan
sepanjang 1,25 cm dan catat jumlah ketukannya.
6) Ulangi pekerjaan 3 dan 5 beberapa kali hingga didapat
jumlah ketukan yang sama.
7) Kembalikan lagi sampel uji, dan buat adonan baru dengan
merubah kadar airnya hingga dapat perbedaan jumlah
pukulan sebesar 8 sampai 10 pukulan.
b. Uji batas plastis (plastic limit)
Batas plastis adalah kadar air minimum dimana suatu tanah masih
dalam keadaan plastis. Alat dan bahan yang digunakan dalam
pemeriksaan plastic limit adalah:
1) Plat kaca 45 45 45 0,9 cm
2) Sendok dempul panjang 12,5 cm
3) Neraca dengan ketelitian 0,01 gram
4) Cawan untuk menentukan kadar air
5) Botol tempat air
6) Air
7) Oven yang dilengkapi dengan pengaturan suhu sampai (110 ±
5)°C
Langkah kerja:
1) Letakan 100 gram benda uji yang sudah dipersiapkan
didalam sebuah wadah.
2) Aduk benda uji tersebut sambil menambahkan air sedikit
demi sedikit sampai kadar air merata.
3) Setelah menjadi campuran yang rata, buat bola-bola tanah
dari benda uji itu seberat ± 8 gram, kemudian bola-bola tanah
10
itu digiling-giling diatas plat kaca. Penggilingan dilakukan
dengan telapak tangan sampai membentuk batang dengan
diameter ± 3 mm.
4) Jika pada saat penggilingan ternyata sebelum benda uji
mencapai diameter ± 3 mm sudah retak, maka benda uji
disatukan kembali, kemudian ditambah sedikit air dan diaduk
sampai merata. Setelah itu dibuat bola-bola lagi dan lakukan
kembali penggilingan hingga mencapai diameter ± 3 mm.
5) Jika ternyata penggilingan bola-bola itu bisa mencapai
diameter lebih dari 3 mm tanpa menunjukkan retakan-
retakan, maka tanah perlu dibiarkan beberapa menit di udara
agar kadar airnya berkurang sedikit.
6) Pengadukan dan penggilingan diulangi terus sampai retakan-
retakan itu terjadi tepat pada saat pilinan mempunyai
diameter ± 3 mm.
3.5 Teknik Pengolahan dan Analisa Data
3.5.1 Teknik Pengolahan Data
Teknik pengolahan data bertujuan untuk mengetahui bagaimana cara dan
proses untuk menyelesaikan permasalahan yang dihadapi sesuai dengan tujuan
yang sudah ditetapkan. Pada pengolahan data ini ada beberapa hal yang akan
dibahas yaitu:
1. Klasifikasi Massa Batuan
Adapun metode yang digunakan untuk menganalisis klasifikasi massa
batuan yaitu dengan metode Rock Mass Rating (RMR), berikut persamaan
dan rumus untuk menganalisis massa batuan dengan metode Rock Mass
Rating:
a. Pengujian Point Load Indeks menggunakan persamaan (2.16 dan
2.17 hal. 20).
b. Perhitungan nilai Rock Quality Designation menggunakan
persamaan (2.22 hal. 21)
11
c. Klasifikasi parameter dan pembobotan dengan menggunakan
(Tabel 2.2 hal. 23).
d. Pembobotan orientasi kekar menggunakan (Tabel 2.5 hal. 25).
Sebelum melakukan pembobotan dilakukan pengimputan data
strike dan dip dengan bantuan software stereonet untuk
mendapatkan orientasi kekar.
e. Kelas massa batuan menurut bobot total menggunakan (Tabel 2.6
hal. 25).
f. Kohesi massa batuan dan sudut gesek dalam menggunakan (Tabel
2.7 hal. 25).
2. Sifat Fisik Batuan
Perhitungan penentuan sifat fisik batuan:
a. Bobot isi asli (natural density) dengan menggunakan perhitungan
(2.2 hal. 16).
b. Bobot isi kering (dry density) dengan menggunakan perhitungan
(2.3 hal. 16).
c. Bobot isi jenuh (saturated density) dengan menggunakan
perhitungan (2.4 hal. 16).
d. Berat jenis semu (Apparent specific gravity) dengan menggunakan
perhitungan (2.5 hal. 16).
e. Berat jenis sejati (True specific grafity) dengan menggunakan
perhitungan (2.6 hal. 16).
f. Kadar air asli (natural water content) dengan menggunakan
perhitungan (2.7 hal. 16).
g. Kadar air jenuh (Saturated water content) dengan menggunakan
perhitungan (2.8 hal. 16).
h. Derajat kejenuhan (degree of saturation) dengan menggunakan
perhitungan (2.9 hal. 17).
i. Porositas (n) dengan menggunakan perhitungan (2.10 hal. 17).
j. Void ratio (e) dengan menggunakan perhitungan (2.11 hal. 17).
12
3. Sifat Fisik Tanah
Untuk mendapatkan nilai kohesi dan sudut geser dalam dilakukan
pengujian sampel dilaboratorium dengan dua pengujia, yaitu pengujian
batas cair (LL) dan pengujian batas plastis (PL). Dua pengujian tersebut
menggunakan persamaan (2.23, 2.24 dan 2.25 hal. 27-28)
4. Faktor keamanan
Menggunakan batuan pengimputan software Slide V.6.0 dengan
mengimputkan data geometri lereng, litologi batuan, kohesi, sudut geser
dalam dan bobot isi batuan.
3.5.2 Analisa Data
Setelah semua data diolah selanjutnya dilakukan analisa data, pada analisa
bertujuan untuk:
1. Menentukan kelas massa batuan dengan menggunakan metode
Rock Mass Rating (RMR).
2. Mendapatkan faktor keamanan dengan software slide v.6.0 dari
lereng tambang.
13
3.6 Kerangka Metodologi
Gambar 3.2 Diagram Alir Penelitian
Identifikasi Masalah
1. Terjadinya runtuhan atau longsoran
2. Adanya rekahan-rekahan atau kekar
3. Terganggunya proses aktivitas penambangan
4. Sudut kemiringannya berkisar diatas 60° - 90°
5. Membahayakan jiwa dan bisa merusak peralatan penambangan
Batasan Masalah
Rumusan Masalah
1. Berapa nilai bobot massa batuan menggunakan metode rock mass rating
2. Berapa faktor keamanan lereng menggunakan software slide v 6.0
Pengumpulan Data
Data Primer
1. Data uji kuat tekan batuan
2. Data kekar
3. Geometri lereng
Data Sekunder
1. Peta geologi
2. Peta topografi
Pengolahan Data
1. Klasifikasi massa batuan menggunakan tabel RMR untuk mengetahui kelas
massa batuan.
2.Menggunakan software slide v 6.0 untuk menganalisis faktor keamanan.
Analisis Data
1.Menganalisis kelas massa batuan menggunakan metode rock mass rating
2.Menganalisis faktor keamanan lereng menggunakan bantuan software slide v 6.0
Hasil
1.Kelas massa batuan di lereng tambang terbuka PT. Allied Indo Coal Jaya.
2.Faktor keamanan dari lereng tambang terbuka PT. Allied Indo Coal Jaya.
Selesai
Mulai
14
43
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Pembahasan
Sebelum melakukan analisis kestabilan lereng, terlebih dahulu dilakukan
pengumpulan data yang diperlukan dalam penelitian ini berupa data primer dan
data sekunder yang bersumber dari pengamatan langsung di lapangan dan arsip
perusahaan, adapun data-data tersebut berupa:
4.1.1 Data Primer
1. Data lapangan.
Data yang dikumpulkan melalui pengukuran di lapangan berupa data kekar
yang diukur pada scanline sepanjang 12 meter dan data geometri lereng
terdiri dari:
a. Jarak kekar
Data jarak kekar didapatkan dengan mengukur jarak antara kekar.
Tabel 4.1
Data Jarak Kekar
Jenis batuan Kekar Jarak (m)
Batulanau
1 ke 2 0,68
2 ke 3 0,52
3 ke 4 0,29
4 ke 5 0,30
5 ke 6 0,72
6 ke 7 0,84
7 ke 8 0,36
8 ke 9 0,62
9 ke 10 0,39
10 ke 11 1,36
11 ke 12 0,67
12 ke 13 0,82
13 ke 14 1,59
14 ke 15 0,34
15 ke 16 0,30
44
b. Stike dan dip.
Data strike dan dip didapatkan dengan menggunakan kompas geologi.
Tabel 4.2
Data Strike dan dip batulanau
No Strike (0) Dip (0
)
1 195 70
2 236 74
3 240 83
4 210 58
5 133 56
6 165 75
7 140 28
8 158 74
9 225 89
10 185 28
11 185 28
12 284 78
13 210 72
14 156 72
15 265 89
16 200 75
c. Kondisi kekar
Tabel 4.3
Kondisi Kekar
No
Kekar
Kondisi Kekar
Persistensi
(panjang
kekar) (m)
Pemisahaan
Bukaan
(Aperture)(mm)
Kekasaran Isian
(Gouge) Pelapukan
1 1,48 3 Sedang Tidak ada Sangat
lapuk
2 0,74 5 Sedang Tidak ada Sangat
lapuk
3 1,74 8 Sedang Tidak ada Sangat
lapuk
4 0,52 5 Sedang Tidak ada Sangat
lapuk
5 1,05 9 Sedang Tidak ada Sangat
lapuk
6 1,8 4 Sedang Tidak ada Sangat
lapuk
45
No
Kekar
Persistensi
(panjang
kekar) (m)
Pemisahaan
Bukaan
(Aperture)(mm)
Kekasaran Isian
(Gouge) Pelapukan
7 1,52 3 Sedang Tidak ada Sangat
lapuk
8 1,47 6 Sedang Tidak ada Sangat
lapuk
9 0,89 5 Sedang Tidak ada Sangat
lapuk
10 1,71 4 Sedang Tidak ada Sangat
lapuk
11 0,47 3 Sedang Tidak ada Sangat
lapuk
12 1,34 6 Sedang Tidak ada Sangat
lapuk
13 1,32 4 Sedang Tidak ada Sangat
lapuk
14 0,67 5 Sedang Tidak ada Sangat
lapuk
15 1,56 4 Sedang Tidak ada Sangat
lapuk
16 0,72 4 Sedang Tidak ada Sangat
lapuk
d. Geometri lereng.
Tabel 4.4
Geometri Lereng
Tinggi lereng 26,071 meter
Lebar bench 11,586 meter
Sudut lereng 690
Kondisi lereng dilokasi penelitian dapat dilihat pada gambar
4.1 di halaman 47.
46
Gambar 4.1 Kondisi Lereng di Pit Central PT. AICJ
2. Data Laboratorium
a. Sampel Batuan
Data yang didapatkan pada pengujian laboratorium adalah data
uji kuat tekan batuan menggunakan alat pengujian Point Load Index
(PLI). Sampel yang digunakan berupa batuan yaitu batu lanau terdiri
dari 3 sampel. Sampel diambil disekitar lereng tambang sehingga
sampel yang digunakan 3 sampel untuk 1 jenis batuan.
Masing-masing sampel dipotong dan dirapikan menggunakan
grinda listrik. Maka didapatkan sampel batuan yang teratur. Contoh
sampel yang telah dipotong dan dirapikan dapat dilihat pada gambar
4.2 dibawah ini.
Gambar 4.2 Sampel Batuan yang sudah di preparasi
47
Tabel 4.5
Data Sampel Batuan Beserta Ukurannya
No Sampel L
(cm)
d
(cm)
D
(cm)
W1
(cm)
W2
(cm)
W
(cm)
D/W
(cm)
1 Lanau 1 4 2,470 2,5 2 2 2 1,25
2 Lanau 2 4 2,470 2,5 2 2 2 1,25
3 Lanau 3 4 2,369 2,5 2 2 2 1,25
Keterangan:
L = Panjang sampel
d = Jarak antar konus
D = Tinggi sampel
W = Rata-rata lebar sampel
W1 = Lebar sampel bagian atas
W2 = Lebar sampel bagian bawah
D/W = Luas sampel
Gambar 4.3 Pengujian kuat tekan batuan dengan Point Load Index
(PLI)
48
Gambar 4.4 Pengujian Sifat Fisik Batuan
b. Sampel Tanah
Data yang didapatkan pada pengujian laboratorium adalah data
uji batas cair (liquid limit) untuk menentukan kadar air suatu tanah
menggunakan alat cassagrande, uji batas plastis (plastic limit), dan uji
berat isi. Sampel yang digunakan berupa tanah yang terdiri dari 3
sampel. Sampel diambil dari sekitar lereng tambang, sehingga sampel
yang digunakan 3 sampel untuk 1 jenis tanah.
49
Gambar 4.5 Alat Uji Liquid Limit
Tabel 4.6
Data Uji Batas Cair (liquid limit)
Batas Cair (LL)
Nomor Cawan Satuan
Sampel 1 Sampel 2 Sampel
3
Banyak Pukulan 8 30 26
Berat Cawan (W1) Gram 14,1 14,0 14,1
Berat cawan + tanah
basah (W2) Gram 19,9 19,3 18,6
Berat cawan + tanah
kering (W3) Gram 18,6 17,9 17,4
Tabel 4.7
Data Uji Batas Plastis (plastic limit)
Batas Plastis (PL)
Nomor
cawan Satuan Sampel 1 Sampel 2 Sampel 3
Berat cawan
(M1) gram 14,1 14,0 14,1
50
Berat cawan
+ tanah
basah (M2)
gram 15,5 18,5 15,1
Berat cawan
+ tanah
kering (M3)
gram 15,2 18,3 14,8
Tabel 4.8
Data Uji Berat Isi
Berat Isi
Nomor cincin Satuan Sampel 1 Sampel 2 Sampel 3
Berat cincin
kosong (W1) gram 10,9 9,8 9,7
Berat cincin
+ tanah (W2) gram 82,3 73,8 72,0
Tinggi Cm 2,390 2,290 2,280
Diameter Cm 4,390 4,270 4,440
Jari-jari cm 2,195 2,135 2,22
4.1.2 Data sekunder
Data sekunder merupakan data yang telah ada di perusahaan, bersumber
dari arsip dan literatur yang menyangkut kajian penelitian berupa:
1. Peta geologi
2. Peta Topografi.
4.2 Pengolahan Data
Setelah melakukan pengumpulan data yang dibutuhkan dalam penelitian,
maka selanjutnya adalah pengolahan data, dalam pengolahan data ini bertujuan
untuk mengetahui kelas massa batuan dan faktor keamanan lereng agar dapat
diterapkan di PT. Allied Indo Coal Jaya.
1. Rock Mass Rating.
a. Uji kuat tekan batuan Point Load Index (PLI).
Uji kuat tekan batuan dilakukan dengan menggunakan alat
Point Load Index, pengujian kuat tekan batuan dibutuhkan untuk
menentukan kualitas dari massa batuan. Dalam pengujian ini
disediakan sampel batuan yaitu batulanau terdiri dari 3 sampel.
51
Dari data sampel batuan pada (tabel 4.5 dan gambar 4.2 hal.
48) dapat diketahui bahwa L adalah panjang sampel batuan, D adalah
tinggi sampel batuan, W1 adalah lebar sampel bagian atas, W2 adalah
lebar sampel bagian bawah, W adalah rata-rata lebar sampel, D/W
adalah luas sampel sedangkan d adalah jarak antar konus atas dan
konus bawah pada alat Point Load Index (PLI).
Untuk menentukan faktor koreksi (F) digunakan persamaan
Greminger (1982) persamaan (2.16 hal.20), setelah faktor koreksi
didapatkan, masukkan nilai faktor koreksi ke persamaan Point Load
Index (PLI) menggunakan rumus (2.15 hal.20). Dari nilai PLI yang
telah didapatkan, maka dapat dicari nilai kuat tekan batuan
berdasarkan nilai Unconfined Compressive Strength (UCS) dengan
persamaan (2.18 hal.20).
Berdasarkan pengolahan data yang telah dilakukan, nilai UCS rata-rata
dari 3 jenis sampel untuk 1 batuan sebagai berikut:
Tabel 4.9
Nilai UCS Sampel Batuan
No
Sampel
Faktor
Korek
si (F)
Point
Load
Index
(Is)
UCS
(Kg/
cm2)
Rata-
rata
(Kg/c
m2)
UCS
(Mpa)
Rata-
rata
(Mpa)
1 Lanau 1 0,258 0,206 4,738
6,286
0,464
0,616 2 Lanau 2 0,258 0,412 9,476 0,928
3 Lanau 3 0,253 0,202 4,646 0,455
Dari nilai rata-rata UCS yang sudah didapatkan, nilai UCS dari
batulanau sebesar 6,286 kg/cm2 atau sebesar 0,616 Mpa. Berdasarkan
tabel pembobotan RMR nilai UCS batulanau mempunyai bobot 0 (nol)
yang ditunjukkan (Tabel 2.2 hal.23).
b. Rock Quality Designation (RQD).
52
Dalam menentukan nilai RQD berdasarkan data kekar
sepanjang scanline yang sudah dibentangkan dapat digunakan
persamaan (2.22 hal.21). Scanline penelitian ini sepanjang 12 meter
untuk batulanau yang dibentangkan pada lereng tambang terbuka.
Berikut adalah tabel hasil perhitungan RQD pada lereng tambang
terbuka.
Tabel 4.10
Kualitas Dan Bobot Batuan Berdasarkan Nilai RQD
Meteran Batuan Jumlah
kekar RQD (%)
Rata-rata
RQD Bobot
1
Batulanau
0 100
98.71
20
2 2 98,244
3 3 96,304
4 1 99,528
5 2 98,244
6 2 98,244
7 0 100
8 2 98,244
9 1 99,528
10 0 100
11 3 96,304
12 0 100
Pembobotan parameter RQD menggunakan (Tabel 2.2 hal. 23).
c. Jarak Diskontinuitas
Spasi bidang diskontinuitas atau kekar adalah jarak tegak lurus
antar kekar yang dapat dihitung secara langsung dilapangan.
Berdasarkan pengukuran di lapangan menggunakan alat ukur berupa
meteran, didapatkan jarak kekar seperti tabel berikut:
Tabel 4.11
Jarak Kekar
Jenis
batuan Kekar Jarak (m)
Rata-rata
(m) Bobot
Batulanau 1 ke 2 0,68
53
2 ke 3 0,52
0,612
15
3 ke 4 0,29
4 ke 5 0,30
5 ke 6 0,72
6 ke 7 0,84
7 ke 8 0,36
8 ke 9 0,62
9 ke 10 0,39
10 ke 11 1,36
11 ke 12 0,67
12 ke 13 0,82
13 ke 14 1,59
14 ke 15 0,34
15 ke 16 0,30
Pembobotan parameter jarak kekar menggunakan (Tabel 2.2 hal. 23).
d. Kondisi Kekar
Kondisi kekar memiliki lima karakteristik, meliputi
kemenerusan, jarak antar permukaan atau celah kekar, kekasaran
kekar, material pengisi dan tingkat pelapukan. Berdasarkan
pengukuran di lapangan didapatkan pengukuran sebagai berikut:
Tabel 4.12
Kondisi Kekar
No
Kekar
Kondisi Kekar
Persistensi
(panjang
kekar)(m)
Pemisahaan
Bukaan
(Aperture)(mm)
Kekasaran Isian
(Gouge) Pelapukan
1 1,48 3 Sedang Tidak
ada
Sangat
lapuk
2 0,74 5 Sedang Tidak
ada
Sangat
lapuk
3 1,74 8 Sedang Tidak
ada
Sangat
lapuk
No
Kekar
Kondisi Kekar
Persistensi
(panjang
kekar)(m)
Pemisahaan
Bukaan
(Aperture)(mm)
Kekasaran Isian
(Gouge) Pelapukan
4 0,52 5 Sedang Tidak
ada
Sangat
lapuk
54
5 1,05 9 Sedang Tidak
ada
Sangat
lapuk
6 1,8 4 Sedang Tidak
ada
Sangat
lapuk
7 1,52 3 Sedang Tidak
ada
Sangat
lapuk
8 1,47 6 Sedang Tidak
ada
Sangat
lapuk
9 0,89 5 Sedang Tidak
ada
Sangat
lapuk
10 1,71 4 Sedang Tidak
ada
Sangat
lapuk
11 0,47 3 Sedang Tidak
ada
Sangat
lapuk
12 1,34 6 Sedang Tidak
ada
Sangat
lapuk
13 1,32 4 Sedang Tidak
ada
Sangat
lapuk
14 0,67 5 Sedang Tidak
ada
Sangat
lapuk
15 1,56 4 Sedang Tidak
ada
Sangat
lapuk
16 0,72 4 Sedang Tidak
ada
Sangat
lapuk
Rata
– rata 1,18 4,87
Bobot 4 1 3 6 1
Pembobotan parameter kondisi kekar menggunakan (Tabel 2.3 hal. 24).
e. Kondisi Air Tanah
Debit aliran air tanah atau tekanan air tanah akan
mempengaruhi kekuatan massa batuan. Berdasarkan pengamatan
langsung di lapangan dapat disimpulkan bahwa keairan pada lokasi
penelitian dalam kondisi kering. Maka dari itu didapat rating/bobot
untuk kondisi air tanah sebesar 15.
f. Orientasi Kekar
Hasil pengukuran orientasi kekar di lapangan (Tabel 4.2 hal.
45) kemudian dianalisa menggunakan diagram Rosette pada software
55
Streonet, dengan hasil pengolahan dominan strike dan dip yaitu 151° -
160°.
Pembobotan orientasi kekar menggunakan (Tabel 2.5 hal. 25).
Jurus dan kemiringan orientasi kekar pada batulanau termasuk
menguntungkan dengan bobot -5 untuk lereng. Diagram stereonet
orientasi kekar dapat dilihat pada gambar 4.6 dibawah ini.
Gambar 4.6 Diagram Stereonet Orientasi kekar
Tabel 4.13
Total Bobot Dari 6 Parameter RMR
56
No Parameter Bobot
Batulanau
1 UCS 0
2 RQD 20
3 Jarak Kekar 15
4
Kondisi kekar
1. Persistensi 4
2. Aperture 1
3. Kekasaran 3
4. Isian 6
5. Pelapukan 1
5 Kondisi air tanah 15
6 Orientasi kekar -5
Total 60
Tabel 4.14
Kelas Massa Batuan Menurut Bobot Total Untuk Batulanau
No Keterangan Batulanau
1 Bobot total 60
2 Kelas III
3 Deskripsi Batuan sedang
4 Kohesi 250 kN/m2
5 Sudut geser
dalam 40°
Dari tabel diatas, dapat disimpulkan bahwa pada lereng
batulanau diklasifikasikan batuan kelas III dengan deskripsi batuan
sedang yang bobot totalnya yaitu 60, memiliki kohesi sebesar 250
kN/m2 dan memiliki sudut geser dalam 40° yang ditunjukan (tabel 2.6
dan 2.7 hal.25).
2. Uji Sifat Fisik Tanah
a. Uji Batas Cair (liquid limit)
57
Uji batas cair dilakukan dengan menggunakan alat
cassagrande, pengujian batas cair dibutuhkan untuk menentukan kadar
air suatu tanah. Dalam pengujian ini disediakan tanah yang terdiri dari
3 sampel. Dapat dilihat pada tabel berikut ini:
Tabel 4.15
Uji Batas Cair (liquid limit)
Batas Cair (LL)
Nomor cawan Satuan
Sampel 1 Sampel 2 Sampel 3
Banyak pukulan 8 30 26
Berat cawan (W1) gram 14,1 14,0 14,1
Berat cawan + tanah
basah (W2) gram 19,9 19,3 18,6
Berat cawan + tanah
kering (W3) gram 18,6 17,9 17,4
Kadar air % 28,9 35,8 36,3
Gambar 4.7 Grafik Kadar Air Liquid Limit
b. Uji Batas Plastis (plastic limit)
y = 0,3434x + 26,34 R² = 0,9471
kad
ar a
ir
Pukulan
Grafik Liquid Limit
kadar air
Linear (kadar air)
35%
58
Tabel 4.16
Uji Batas Plastis (plastic limit)
Batas Plastis (PL)
Nomor cawan Satuan Sampel 1 Sampel 2 Sampel 2
Berat cawan (M1) Gram 14,1 14,0 14,1
Berat cawan + tanah basah
(M2) Gram 15,5 18,5 15,1
Berat cawan + tanah kering
(M3) Gram 15,2 18,3 14,8
Kadar air % 27,2 4,6 42,8
Rata – rata kadar air % 24,866
c. Uji Berat Isi
Tabel 4.17
Uji Berat Isi
Berat isi
Nomor cincin Satuan Sampel 1 Sampel 2 Sampel 3
Berat cincin kosong (W1) Gram 10,9 9,8 9,7
Berat cincin + tanah (W2) Gram 82,3 73,8 72,0
Tinggi Cm 2,390 2,290 2,280
Diameter Cm 4,390 4,270 4,440
Jari – jari Cm 2,195 2,135 2,22
Volume 36,157 32,774 35,280
Berat isi 1,974 1,952 1,765
Rata – rata berat isi 1,897
3. Analisis Nilai Faktor Keamanan Dengan Bantuan Software Slide
V 6.0
Metode Bishop Simplified dapat diketahui dengan perangkat lunak Slide V
6.0 dengan memasukkan parameter-parameter antara lain, geometri lereng
(Tabel 4.4), nilai kohesi (Tabel 4.14), sudut geser dalam (Tabel 4.14) dan
bobot isi. Berikut ini merupakan hasil pengolahan data menggunakan
software slide V 6.0.
59
Gambar 4.8 Pengimputan Geometri Lereng
Gambar 4.9 Pengimputan Define Material
60
Gambar 4.10 Faktor Keamanan Lereng dengan Metode Bishob Simplified
4.3 Hasil
4.3.1 Rock Mass Rating (RMR)
1. Uji kuat tekan batuan Point Load Index (PLI).
Uniaxial compressive strength (UCS) adalah kekuatan dari batuan
utuh (intackrock) yang diperoleh dari hasil uji UCS. UCS menggunakan
mesin tekan untuk menekan sampel batuan dari satu arah (uniaxial). Nilai
UCS merupakan besar tekanan yang harus diberikan sehingga membuat
batuan pecah. Namun, apabila tidak memiliki mesin kuat tekan, maka ada
alternatif lain yaitu dengan pengujian point load index.
Dari nilai rata-rata UCS yang sudah didapatkan, nilai UCS dari
batulanau sebesar 6,286 kg/cm2 atau sebesar 0,616 Mpa. Berdasarkan
tabel pembobotan RMR nilai UCS batulanau mempunyai bobot 0 (nol).
61
2. Rock Quality Designation (RQD).
RQD didefiniskan sebagai persentase panjang core utuh yang lebih
dari 10 cm terhadap panjang total core run. Melihat hubungan antara
RQD dan frekuensi diskontinuitas. Lokasi penelitian ini berada di PT.
Allied Indo Coal Jaya tidak memiliki core utuh, maka pengambilan dan
RQD pada penelitian ini menggunakan scanline dan persamaan Rock
Quality Designation RQD (2.22 hal.21), Nilai Rock Quality Designation
(RQD) batulanau 98,71% dengan nilai rating/bobot 20. Semakin tinggi
nilai Rock Quality Designation (RQD) maka semakin baik kualitas massa
batuan.
3. Jarak Diskontinuitas
Pada jarak atar spasi kekar pengambilan datanya diukur secara
langsung pada lereng tambang terbuka PT. Allied Indo Coal Jaya terdapat
16 kekar, dengan panjang scanline daerah lereng penelitian 12 meter.
Rata-rata jarak kekar batulanau adalah 0,612 m dengan nilai rating/bobot
15. Berdasarkan tabel Rock Mass Rating (RMR) semakin tinggi jarak antar
kekar maka semakin baik kualitas massa batuan.
4. Kondisi Kekar
Pada perhitungan Rock Mass Rating (RMR) khususnya
diparameter kondisi kekar ada lima karakter yang harus diketahui yaitu,
meliputi kemenerusan (persistensi), jarak antar permukaan kekar
(roughness), material pengisi kondisi kekar memiliki lima karakteristik,
meliputi kemenerusan, jarak antar permukaan atau celah kekar, kekasaran
kekar, material pengisi dan tingkat pelapukan. Kondisi diskontinuitas di
lapangan ditentukan dengan menggunakan alat pengukur berupa meteran
untuk panjang dan bukaan kekar,
sedangkan untuk kekasaran, material pengisi dan kelapukan ditentukan
menggunakan indra penglihatan (mata) dan perasa (kulit).
62
Kemenerusan yang merupakan panjang dari kekar yang diukur di
lapangan dapat disimpulkan bahwa nilai panjang rata-rata kekar untuk
batulanau adalah 1-3 meter dengan bobot 4. Semakin pendek kemenerusan
dari kekar, maka semakin baik kualitas massa batuan yang diukur.
Bukaan kekar (aperture) diartikan sebagai lebar kekar yang
dilakukan pengukuran di lapangan dan dapat disimpulkan bahwa nilai
bukaan kekar batulanau berada pada rentang besar dari 5 mm dengan
bobot 1. Semakin besar bukaan kekar, maka semakin buruk kualitas massa
batuan yang ada.
Kekasaran berfungsi sebagai pengunci permukaan bidang kekar,
yang mana semakin kasar bidang batuan maka semakin kecil kekuatan
geser bidang pada massa batuan, sehingga pergerakan bidang batuan akan
berkurang. Untuk kondisi kekasaran di lapangan batulanau memiliki
kondisi sedang dengan bobot 3.
Isian (infilling) yang merupakan isian celah antar permukaan
bidang kekar, material pengisi akan mempengaruhi kuat geser bidang
kekar, yang mana tergantung ketebalannya, isian menghambat penguncian
yang diakibatkan kekerasan rekahan. Berdasarkan penelitian yang
dilakukan, tidak ada isian diseluruh kekar yang telah diukur dan setelah
dicocokkan dengan tabel pembobotan memiliki bobot 6 (enam).
Selain isian, hal lain yang mempengaruhi kuat geser bidang batuan
adalah kelapukan, yang mana semakin lapuk suatu bidang kekar, maka
semakin besar kuat geser pada bidang batuan. Berdasarkan kondisi di
lapangan, kondisi bidang kekar terlihat sangat lapuk dengan bobot 1.
5. Kondisi Air Tanah
Debit aliran air tanah atau tekanan air tanah akan mempengaruhi
kekuatan massa batuan. Berdasarkan pengamatan langsung di lapangan
dapat disimpulkan bahwa kondisi air tanah di lokasi penelitian termasuk
dalam kondisi kering dengan bobot 15. Semakin rendah kondisi air tanah
maka semakin baik kualitas massa batuan tersebut.
63
6. Orientasi kekar
Setelah menganalisis menggunakan software streonet orientasi
kekar batulanau menguntungkan dengan bobot -5. Dari bobot total 6
parameter diatas bobot batulanau totalnya adalah 60 termasuk kelas batuan
III adalah batuan sedang.
4.3.2 Faktor Keamanan Lereng
Faktor keamanan lereng pada tambang terbuka PT. Allied Indo Coal Jaya
akan dipengaruhi oleh beberapa parameter antara lain. Parameter material yang
sangat mempengaruhi nilai faktor keamanan adalah karakteristik sifat fisik dan
sifat mekanik material penyusun lereng yang meliputi nilai bobot isi material atau
density (γ) dalam kN/m3, nilai kohesi (c) dalam kN/m
3 dan sudut geser dalam
derajat. Untuk mendapatkan nilai dari parameter ini harus didapatkan dengan uji
Point Load Index terhadap material yang akan dianalisis. Hasil pengujian sampel
harus dilakukan dengan baik agar dapat mewakili karakteristik material penyusun
lereng yang sebenarnya. Hasil yang didapatkan akan di inputkan ke dalam
software slide v.6.0 untuk nilai faktor keamanan.
1. Bobot Isi Batuan
Bobot isi material menyatakan perbandingan antara berat dengan
volume material tersebut. Semakin jenuh material maka nilai bobot isi
semakin besar dan beban yang ditanggung badan lereng semakin besar,
sebaiknya material dalam kondisi kering, bobot isinya akan semakin kecil
sehingga bebannya akan semakin kecil. Pengaruh terhadap faktor
keamanan adalah jika nilai bobot isi material semakin besar maka faktor
keamanannya semakin kecil dan semakin kecil nilai bobot isi maka maka
faktor keamanannya menjadi semakin besar, dengan ketinggian dan
kemiringan lereng dan propertis material yang lain seperti kohesi dan
sudut geser dalam adalah sama. Nilai bobot isi material yang digunakan
untuk analisis kestabilan lereng adalah nilai material yang didapat dari
hasil pengujian sifat fisik batuan, untuk batuan lanau 15,735 kN/m3, dan
untuk tanah 18,590 kN/m3.
64
2. Kohesi
Nilai kohesi didapatkan dari hasil perhitungan kualitas massa
batuan (rock mass rating). Dari hasil perhitungan tersebut didapat nilai
kohesi untuk batulanau 250 kN/m2 dan untuk tanah 10,685 kN/m
2.
3. Sudut Geser Dalam
Sudut geser dalam merupakan sudut yang terbentuk dari hubungan
tegangan normal dan tegangan geser didalam material batuan. Sudut geser
dalam adalah sudut rekahan yang terbentuk jika suatu batuan dikenakan
tegangan yang melebihi tegangan gesernya. Semakin besar sudut geser
dalam suatu material, maka material tersebut akan lebih tahan manerima
tegangan luar yang dikenakan dengan ketentuan ketinggian dan
kemiringan lereng dan propertis material yang lain seperti kohesi dan
bobot isi adalah sama.
Kekuatan material lereng penambangan untuk menahan longsoran
sangat tergantung pada daya ikat antar butirnya (kohesi) dan sudut geser
dalam. Besarnya nilai kohesi dan sudut geser dalam ini mempengaruhi
besar kecilnya kekuatan geser sehingga nilai faktor keamanan juga akan
berbeda. Dengan memperhatikan persamaan kekuatan geser Mohr
Coulomb dimana semakin besar nilai kohesi dan sudut geser dalam suatu
material, maka semakin besar kekuatan geser material tersebut untuk
menahan longsor. Sebaliknya semakin kecil nilai kohesi dan sudut geser
dalam maka semakin kecil pula kekuatan geser material untuk menahan
longsoran.
Nilai sudut geser dalam dari material penyusun lereng dapat
diketahui dari hasil perhitungan kualitas massa batuan (Rock Mass Rating)
untuk batulanau 300 dan untuk tanah 3,6839.
65
Tabel 4.18
Rekapitulasi Data Penelitian
No Perhitungan Jenis Hasil Keterangan
1 Rock Mass
Rating Batulanau 60
Kelas massa
batuan sedang
2 Kestabilan lereng Bishop
Simplified 1,141 Aman
Berdasarkan hasil dari perhitungan diatas maka dapat diperoleh
nilai Rock Mass Rating (RMR) batulanau 60 kelas massa batuan sedang.
Dengan kelas massa batuan sedang serta diperolehnya faktor keamanan
lereng menggunakan metode bishop simplified dengan bantuan software
slide v.6.0 nilai faktor keamanan adalah 1,141 dengan keterangan lereng
aman.
66
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Setelah dilakukan penelitian dan dilakukan perhitungan nilai faktor keamanan dan
pengolahan data, maka dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut.
1. Kelas massa batuan berdasarkan Rock Mass Rating (RMR) untuk
batulanau tergolong batuan sedang dengan bobot 60.
2. Faktor keamanan yang dianalisis menggunakan metode bishop
simplified dengan bantuan software slide V 6.0 didapatkan nilai FK =
1,141. Nilai tersebut mengindikasikan bahwa lereng tambang terbuka
Pit Central PT. Allied Indo Coal Jaya dalam kondisi aman.
5.2 Saran
1. Hasil penelitian ini diharapkan dapat dijadikan sebagai bahan
pertimbangan dalam melakukan analisis kestabilan lereng padang lereng
tambang terbuka di pit central PT. Alied Indo Coal Jaya.
2. Diingatkan kepada pekerja di lereng tambang terbuka pit central PT. Alied
Indo Coal Jaya untuk tidak berlama-lama beraktifitas disekitar lereng,
karena di lereng tersebut sewaktu-waktu bisa akan terjadinya longsor. Dan
selalu menggunakan safety khususnya helm untuk menghindari batuan-
batuan kecil yang jatuh dari lereng
82
DAFTAR KEPUSTAKAAN
Arie Noor Rakhman dan Nur Widi Astanto Agus Triheriyadi. 2017. Pengaruh
Diskontinuitas Massa Batuan Volkanik Terhadap Stabilitas Lereng
Di Daerah Jelapan Dan Sekitarnya, Kecamatan Pundong,
Kabupaten Bantul, Daerah Istimewah Yogyakarta”. Jurnal Teknologi
Technoscientia Vol. 10 No. 1.
Audah, dkk. 2017. Analisis Kestabilan Lereng Menggunakan Metode Slope
Mass Rating Dan Metode Stereografis Pada Pit Berenai PT. Dwinad
Nusa Sejahtera (Sumatera Copper And Gold) Kabupaten Musi
Rawas Utara, Propinsi Sumatera Selatan. Jurnal Geologi dan
Pertambangan Vol. 1 No. 5.
Bambang Surendro. 2015 Mekanika Tanah Teori, Soal, dan Penyelesaian.
Yogyakarta: C.V Andi Offset.
Eko Santoso, dkk. 2016. Slope Stability Analysis Based On Rock Mass
Characterization In Open Pit Mine Method. Jurnal Poros Teknik,
Vol. 8, No.1:1-54(ISSN 2085-5761 (Print)) (ISSN 2442-7764 (Online)).
Irwandy Arif. 2016. Geoteknik Tambang. Jakarta: PT. Gramedia Pustaka Utama.
Made Astawa Rai, dkk. 2013. Mekanika Batuan. Bandung: Penerbit ITB.
Renold Pangidoan Rambe, dkk. 2016. Pengaruh Fraksi Lempung Terhadap
Nilai Kohesi dan Indeks Plastisitas. JRSDD, Vol.4, No. 2, Hal:205-
214(ISSN:2303-0011).
Riko Ervil, dkk. 2019. Buku Panduan Penulisan dan Ujian Skripsi, Sekolah
Tinggi Teknologi Industri (STTIND) Padang.
Teguh Samudera Pramesywara dan BudhiSetiawan. 2014 Analisis Kestabilan
Lereng Dengan Menggunakan Metode RMR, SMR, DAN
Kesetimbangan Batas Pada Tambang Terbuka Kabupaten Bangka
Belitung Timur. Jurnal RISET Geologi dan Pertambangan.
83
BIODATA WISUDAWAN
No. Urut :
Nama : Atika Juwinda
Jenis Kelamin : Perempuan
Tempat/ Tgl Lahir : Siguntur, 25 November 1996
NPM : 1510024427021
Program Studi : Teknik Pertambangan
Tanggal Lulus : 03 September 2019
IPK : 3.36
Judul Tugas Akhir : Analisis Kestabilan Lereng Pada Tambang Terbuka PT.
Allied Indo Coal Jaya, Sawahlunto – Sumatera Barat.
Dosen Pembimbing : 1. Dr. Murad MS, MT
2. Dr. Ir.Asep Neris Bachtiar, M.Si,.M.Eng
Nama Orang Tua : 1. Jupri (Ayah)
2. Warda (Ibu)
Alamat/HP : Siguntur, Kecamatan Sitiung, Kabupaten Dharmasraya,
Provinsi Sumatera Barat.
No HP : 082385834939
Email : [email protected]