Download - lereng TA 4
A. JUDUL
ANALISIS KESTABILAN LERENG PADA TAMBANG BIJIH NIKEL DI
PT. INTERNATIONAL NICKEL INDONESIA, Tbk SOROWAKO SULAWESI
SELATAN
B. LATARBELAKANG MASALAH
Masalah kemantapan lereng pada batuan merupakan suatu hal yang menarik,
karena sifat-sifat dan perilakunya yang berbeda dengan kestabilan lereng pada
tanah. Kestabilan lereng pada batuan lebih ditentukan oleh adanya bidang-bidang
lemah yang disebut dengan bidang diskontinuitas, tidak demikian halnya dengan
lereng-lereng pada tanah.
Adanya kegiatan penambangan, seperti penggalian pada suatu lereng akan
menyebabkan terjadinya perubahan besarnya gaya-gaya pada lereng tersebut yang
mengakibatkan terganggunya kestabilan lereng dan pada akhirnya dapat
menyebabkan lereng tersebut longsor.
Dalam merancang suatu tambang terbuka dilakukan suatu analisis terhadap
kestabilan lereng yang terjadi karena proses penimbunan maupun penggalian
sehingga dapat memberikan kontribusi rancangan yang aman dan ekonomis.
Stabilitas dari lereng individual biasanya menjadi masalah yang membutuhkan
perhatian yang lebih bagi kelangsungan operasi penambangan setiap harinya.
Longsornya lereng pada suatu jenjang, dimana terdapat jalan angkut utama atau
berdekatan dengan batas properti atau instalasi penting, dapat menyebabkan
bermacam gangguan pada program penambangan.
Walaupun longsoran yang terjadi relatif kecil, dengan tanda-tanda yang tidak
begitu kentara, tetap saja dapat membahayakan jiwa dan merusak peralatan yang
ada.
C. TUJUAN PENELITIAN
Penelitian yang akan dilakukan ini adalah menganalisa desain lereng
penambangan endapan bijih nikel, dalam upaya mencegah terjadinya kelongsoran.
Untuk memperoleh rancangan optimum yang merupakan kompromi antara suatu
lereng yang cukup terjal secara ekonomi dan aman seperti lereng yang datar.
D. PERUMUSAN MASALAH
Sistem penambangan terbuka yang berjenjang biasanya akan menimbulkan
masalah yaitu pada jenjangnya. Keruntuhan pada jenjang dapat disebabkan oleh
tidak sesuainya parameter geometri lereng terhadap kekuatan batuan itu sendiri.
Sehingga parameter-parameter dan faktor lain yang mempengaruhi kemantapan
lereng perlu diketahui dan disesuaikan dengan kekuatan batuan, sehingga rancangan
geometris lereng penambangan dapat dibuat.
1. Mengetahui langkah-langkah penyelesaian masalah kestabilan lereng, mulai dari
tahap pekerjaan persiapan,penelitian pendahuluan dan penyelidikan
terincisampai penentuan faktor keamanan lereng sebagai tujuan akhir.
2. Dengan mengetahui urutan pekerjaan penelitian, didukung dengan teori dasar
yang baik serta data pendukung yang memadai maka dapat dilakukan
penyelidikan di lapangan maupun di laboratorium untuk mendapatkan sejumlah
data utama yang merupakan data-data parameter geomekanika untuk
perhitungan dan analisa kestabilan lereng.
3. Faktor keamanan/kemantapan lereng yang telah diperoleh dari perhitungan
dibandingkan dengan faktor keamanan lereng standar, maka akan dapat
diketahui apakah lereng tersebut aman atau tidak.
E. PENYELESAIAN MASALAH
Kestabilan dari suatu jenjang individual dikontrol oleh kondisi geologi daerah
setempat, bentuk keseluruhan lereng pada daerah tersebut, kondisi air tanah
setempat, dan juga oleh teknik penggalian yang digunakan dalam pembuatan lereng.
Faktor pengontrol ini jelas sangat berbeda untuk situasi penambangan yang berbeda
dan sangat penting untuk memberikan aturan yang umum untuk menentukan
seberapa tinggi atau seberapa landai suatu lereng untuk memastikan lereng itu akan
stabil.
Apabila kestabilan dari suatu jenjang dalam operasi penambangan meragukan,
maka kestabilannya harus dinilai berdasarkan dari struktur geologi, kondisi air tanah
dan faktor pengontrol lainnya yang terjadi pada suatu lereng. Kestabilan lereng pada
batuan dipengaruhi oleh geometri lereng, struktur batuan, sifat fisik dan mekanik
batuan serta gaya-gaya luar yang bekerja pada lereng tersebut.
Suatu cara yang umum untuk menyatakan kestabilan suatu lereng batuan
adalah dengan faktor keamanan. Faktor ini merupakan perbandingan antara gaya
penahan yang membuat lereng tetap stabil, dengan gaya penggerak yang
menyebabkan terjadinya longsor. Secara matematis faktor kestabilan lereng
dinyatakan sebagai berikut :
F = R / Fp
Dimana :
F = faktor kestabilan lereng
R = gaya penahan, berupa resultan gaya-gaya yang membuat lereng tetap stabil
Fp = gaya penggerak, berupa resultan gaya-gaya yang menyebabkan lereng longsor
Pada keadaan :
F 1,0 = lereng dalam keadaan stabil
F = 1,0 = lereng dalam keadaan seimbang (akan longsor)
F 1,0 = lereng dalam keadaan tidak stabil.
1. Faktor-faktor yang mempengaruhi kestabilan lereng.
Umumnya stabil atau tidaknya suatu lereng tergantung dari beberapa faktor,
antara lain :
a. Geometri lereng
Kemiringan dan tinggi suatu lereng sangat mempengaruhi kestabilannya.
Semakin besar kemiringan dan ketinggian suatu lereng, maka kestabilan
semakin berkurang.
b. Struktur batuan
Strukutur batuan yang sangat mempengaruhi kestabilan lereng adalah
bidang-bidang sesar, perlapisan dan rekahan. Struktur batuan tersebut
merupakan bidang-bidang lemah (diskontinuitas) dan sekaligus sebagai
tempat merembesnya air, sehingga batuan lebih mudah longsor.
c. Sifat fisik dan mekanik batuan
Sifat fisik batuan yang mempengaruhi kestabilan lereng adalah : bobot isi
(density), porositas dan kandungan air. Sedangkan sifat mekanik batuan
antara lain kuat tekan, kuat tarik, kuat geser dan juga sudut geser dalam
batuan.
1) Bobot isi batuan
Semakin besar bobot isi suatu batuan, maka gaya penggerak yang
menyebabkan lereng longsor juga semakin besar. Dengan demikian
kestabilan lereng semakin berkurang.
2) Porositas batuan
Batuan yang mempunyai porositas besar akan banyak menyerap air.
Dengan demikian bobot isinya menjadi lebih besar, sehingga
memperkecil kestabilan lereng. Adanya air dalam batuan juga akan
menimbulkan tekanan air pori yang akan memperkecil kuat geser batuan.
Batuan yang mempunyai kuat geser kecil akan lebih mudah longsor.
Kuat geser batuan dapat dinyatakan sebagai berikut :
= C + ( - ) tan
dimana :
= kuat geser batuan (ton/m2)
C= kohesi (ton/m2)
= tegangan normal (ton/m2)
= sudut geser dalam (angle of internal friction)
3) Kandungan air dalam batuan
Semakin besar kandungan air dalam batuan, maka tekanan air pori
menjadi semakin besar juga. Dengan demikian berarti bahwa kuat geser
batuannya menjadi semakin kecil, sehingga kestabilannya berkurang.
4) Kuat tekan, kuat tarik dan kuat geser batuan
Kekuatan batuan biasanya dinyatakan dengan kuat tekan (confined and
unconfined compressive strength), kuat tarik (tensile strength) dan kuat
geser (shear strength). Batuan yang mempunyai kuat tekan, kuat tarik
dan kuat geser besar akan lebih stabil (tidak mudah longsor).
5) Sudut geser dalam (angle of internal friction)
Semakin besar sudut geser dalam, maka kuat geser batuan juga akan
semakin besar. Dengan demikian batuan (lereng) akan lebih stabil.
d. Gaya dari luar
Gaya-gaya dari luar yang dapat mempengaruhi (mengurangi) kestabilan
suatu lereng adalah :
1) Getaran yang diakibatkan oleh gempa, peledakan dan pemakaian alat-
alat mekanis yang berat didekat lereng.
2) Pemotongan dasar (toe) lereng.
3) Penebangan pohon-pohon pelindung lereng.
2. Klasifikasi longsoran batuan
Berdasarkan proses longsornya, longsoran batuan dapat dibedakan menjadi
empat macam, yaitu :
a. Longsoran Bidang
Longsoran bidang merupakan suatu longsoran batuan yang terjadi sepanjang
bidang luncur yang dianggap rata. Bidang luncur tersebut dapat berupa
sesar, rekahan (joint) maupun bidang perlapisan batuan. Syarat-syarat
terjadinya longsoran bidang adalah :
1) Terdapatnya bidang luncur bebas (daylight), berarti kemiringan bidang
luncur harus lebih kecil daripada kemiringan lereng.
2) Arah bidang luncur sejajar atau mendekati sejajar dengan arah lereng
(maksimum berbeda 20o).
3) Kemiringan bidang luncur lebih besar daripada sudut geser dalam
batuannya.
4) Terdapat bidang bebas (tidak terdapat gaya penahan) pada kedua sisi
longsoran.
Faktor keamanan lereng dapat dihitung dengan persamaan :
Gaya-gaya penahan
F = ----------------------------------
Gaya-gaya penggerak
C.A + (W cos p – U – V sin p) tan
F = -------------------------------------------------------
W sin p + V cos p
Dimana :
F = faktor kemantapan lereng
C = kohesi pada bidang luncur
A = panjang bidang luncur (A)
p = sudut kemiringan bidang luncur (o)
= sudut geser dalam batuan (o)
W = berat massa batuan yang akan longsor (ton)
U = gaya angkat yang ditimbulkan oleh tekanan air disepanjang
bidang luncur (ton)
= (1/2) w. Zw. (H – Z) cosec p
V =gaya mendatar yang ditimbulkan oleh tekanan air pada regangan
tarik (ton)
= (1/2) w. Zw2
w = bobot isi air (ton/m3)
Zw = tinggi kolom iar yang mengisi regangan tarik (m)
Z = kedalaman regangan tarik (m)
H = tinggi lereng (m)
Jika terjadi getaran yang diakibatkan oleh adanya gempa, peledakan
maupun aktifitas manusia laninnya, maka persamaan diatas menjadi :
C.A + W (cos p- sin p ) – U – V sin p) tan
F = ----------------------------------------------------------------------
W (sin p + V cos p) + V cos p
Dimana :
= percepatan getaran pada arah mendatar
b. Longsoran baji
Longsoran baji dapat terjadi pada suatu batuan jika terdapat lebih dari satu
bidang lemah yang bebas dan saling berpotongan. Sudut perpotongan antara
bidang lemah tersebut harus lebih besar dari sudut geser dalam batuannya.
Bidang lemah ini dapat berupa bidang sesar, rekahan (joint) maupun bidang
perlapisan. Cara longsoran suatu baji dapat melalui salah satu atau beberapa
bidang lemahnya, ataupun melalui garis perpotongan kedua bidang
lemahnya. Faktor keamanan lereng dapat dihitung dengan menggunakan
persamaan sebagai berikut :
3
F = ---- (Ca.X +Cb.Y) + (A – (w/2).X) tan a + (B – (w/2).Y) tan
b
. H
dimana :
Ca = kohesi bidang lemah I (ton/m3)
Cb = kohesi bidang lemah II (ton/m3)
a = sudut geser dalam, bidang lemah I (o)
b = sudut geser dalam, bidang lemah II (o)
= bobot isi batuan (ton/m3)
w = bobot isi air (ton/m3)
Sin 24
X = --------------------------------------
Sin 45. Cos 2na
Sin 13
Y = --------------------------------------
Sin 35. Cos 1nb
Cos a – cos b. cos na.nb
A = -------------------------------------------------
Sin 5. Sin2na.nb
Cos b – cos a. cos na.nb
B = -------------------------------------------------
Sin 5. Sin2na.nb
Dimana a dan b adalah kemiringan (dip) dari bidang-bidang I dan II serta
5 adalah sudut penunjaman perpotongan bidang lemah I dan II.
Jika pada bidang I dan II tidak terdapat kohesi, serta kondisi lereng kering,
maka persamaan diatas menjadi :
F = A tan a + B tan b
Dimana A dan B adalah suatu faktor tanpa satuan yang besarnya tergantung
pada jurus (strike) dan kemiringan (dip) kedua bidang lemahnya. Bidang
lemahyang mempunyai kemiringan lebih kecil selalu dinamakan bidang
lemah I sedangkan bidang lemah yang satunya lagi dinamakan bidang lemah
c. Longsoran busur
Longsoran batuan yang terjadi sepanjang bidang luncur yang berupa busur
disebut longsoran busur. Longsoran busur hanya terjadi pada tanah atau
material yang bersifat seperti tanah. Antara partikel tanah tidak terikat satu
sama lain. Dengan demikian, longsoran busur juga dapat terjadi pada batuan
yang sangat lapuk serta banyak mengandung bidang lemah maupun
tumpukan (timbunan) batuan hancur.
d. Longsoran guling
Longsoran guling akan terjadi pada suatu lereng batuan yang acak
kemiringannya berlawanan dengan kemiringan bidang-bidang lemahnya.
Keadaan tersebut dapat digambarkan dengan balok-balok yang diletakkan
diatas sebuah bidang miring. Berdasarkan bentuk dan proses menggulingnya,
maka longsoran guling dibedakan menjadi tiga, yaitu :
1) Longsoran guling setelah mengalami benturan (flexural toppling).
2) Longsoran guling yang berupa blok (balok-balok).
3) Gambaran kedua longsoran diatas (block-flexural).
F. METODOLOGI PENELITIAN
Di dalam melaksanakan analisis kestabilan lereng pada penambangan bijih nikel di
PT. International Nickel Indonesia, Tbk ini penulis menggabungkan antara teori dengan
data-data yang ada di lapangan, sehingga dari keduanya didapat pendekatan penyelesaian
masalah.
Adapun urutan-urutan pekerjaan penelitian adalah :
1. Studi literatur
Studi leteratur ini dilakukan dengan mencari bahan-bahan pustaka yang menunjang,
yang diperoleh dari :
- Instansi yang terkait dalam permasalahan
- Perpustakaan
2. Penelitian di lapangan
Penelitian di lapangan ini akan dilakukan dalam beberapa tahap, yaitu :
- Observasi lapangan, dengan melakukan pengamatan secara langsung
terhadap proses yang terjadi dan mencari informasi pendukung yang terkait dengan
permasalahanyang akan dibahas.
- Menentukan lokasi pengamatan dan mengambil data-data yang diperlukan
untuk penyelesaian masalah.
- Mencocokan dengan perumusan masalah, yang bertujuan agar penelitian
yang dilakukan tidak meluas serta yang diambil dapat digunakan secara efektif.
3. Pengambilan Data
Pengambilan data dilakukan dengan cara :
- Melakukan pengukura-pengukuran
- Meneliti proses produksi yang sedang berlangsung
- Mencatat kejadian yang terjadi, melakukan pemotretan dan wawancara
seperlunya.
4. Akuisi Data
Akuisi data ini bertujuan untuk :
- Mengumpulkan dan mengelompokkan data untuk memudahkan analisa
nantinya.
- Mengolah nilai karakteristik data-data yang mewakili obyek pengamatan.
- Mengetahui keakuratan data, sehingga kerja menjadi efisien.
5. Pengolahan Data
Pengolahan data dilakukan dengan melakukan beberapa perhitungan dan
penggambaran. Selanjutnya disajikan dalam bentuk tabel-tabel, grafik-grafik atau
rangkaian perhitungan dalam penyelesaian suatu proses tertentu.
6. Analisa Hasil Pengelompokan Data
Analisa hasil pengolahan data dilakukan dengan tujuan memperoleh kesimpulan
sementara dan selanjutnya diolah dalam bagian pembahasan.
7. Kesimpulan
Kesimpulan diperoleh setelah dilakukan koreksi antara hasil pengolahan data
yang telah dilakukan dengan permasalahan yang diteliti. Kesimpulan ini merupakan
suatu hasil akhir dari semua aspek dari semua yang telah dibahas.
G. Rencana Kegiatan
H. Daftar Pustaka
1. Hoek, E. and Bray, J.W., “Rock Slope Engineering”’ 3rd Ed., The Institution Of Mining and Metallurgy London, !981.
2. Made Astawa Rai, Dr. Ir .”Analisa Kemantapan Lereng : Proyeksi Stereografis dan Metode Grafis”, Kursus Geoteknik dan Perencanaan Tambang Terbuka, 1993.
3. Made Astawa Rai, Dr. Ir. dan Anung Dri Prasetya, Ir “ Kemantapan Lereng Batuan”, Kursus Pengawas Tambang, 1993.
4. Gian Paolo Giani, “Rock Slope Stability Analysis”, A.A Balkema, Rotterdam, Brookfield, 1992.
ANALISIS KESTABILAN LERENG PADA TAMBANG BIJIH NIKEL DI
PT. INTERNATIONAL NICKEL INDONESIA, Tbk
SOROWAKO SULAWESI SELATAN
PROPOSAL TUGAS AKHIRDisusun sebagai salah satu syarat dalam melaksanakan Tugas Akhir
Pada Jurusan Teknik Pertambangan
Oleh :
UMMI WAHYUNI03033120004
UNIVERSITAS SRIWIJAYA
FAKULTAS TEKNIK
2007
IDENTITAS DAN PENGESAHAN USULAN PENELITIANTUGAS AKHIR MAHASISWA
1. Judul : ANALISIS KESTABILAN LERENG PADA TAMBANG BIJIH NIKEL DI PT. INTERNATIONAL NICKEL INDONESIA, Tbk SOROWAKO SULAWESI SELATAN
2. Pengusula. Nama : Ummi Wahyunib. Nim : 03033120004c. Jenis Kelamin : Perempuand. Semester : IX (Sembilan)e. Fakultas : Teknikf. Jurusan : Teknik Pertambangan
3. Lokasi Penelitian : PT. INTERNATIONAL NICKEL INDONESIA, Tbk
Indralaya, September 2006Pengusul,
Ummi Wahyuni Nim : 03033120004
Pembimbing Proposal,
Ir. Effendi Kadir, MTNIP : 131 595 555
Menyetujui: Menyetujui,Ketua Jurusan Teknik Pertambangan an. Pimpinan Perusahaan,
Ir. Abu Amat HSK, MSc, IE …………………………NIP : 130 779 470