KAJIAN TEKNIS GEOMETRI PELEDAKAN BATU KAPUR DI BUKIT KARANG PUTIH KELURAHAN INDARUNG PT. SEMEN PADANG, SUMATERA BARAT

Heri Agus Setiawan

Jurusan Teknik Pertambangan, Fakultas Teknik, Universitas Sriwijaya PalembangJl. Srijaya Negara Bukit Besar Palembang (30139) Tlp. (0711) 37017870

ABSTRAK

Kegiatan penambangan PT. Semen Padang dilakukan dengan sistem Quarry. Kegiatan produksinya dengan melalui peledakan. Dalam kegiatan peledakan, hal yang menjadi perhatian adalah kualitas dari peledakan. Salah satu parameter keberhasilan dari suatu peledakan adalah fragmentasi batuan yang sesuai rencana dengan volume yang mencapai target.

Potensi perbaikan fragmentasi dapat dilakukan dengan memperhatikan geometri peledakannya. Geometri peledakan aktual saat ini untuk burden 4,4 meter dan Spacing 4,6 meter, fragmentasi batuan yang berukuran > 1 m sebesar 10,42 % dan volume hasil peledakan sebesar 13.468 ton/hari . Hal ini menunjukkan target belum tercapai. Selanjutnya dilakukan modifikasi terhadap geometri dengan rumusan R.L Ash.

Berdasarkan hasil perhitungan dipilih geometri usulan ketiga, maka didapatkan geometri peledakan untuk burden 4,6 meter, spacing 6,9 meter, subdrilling 1,8 meter, stemming 3,2 meter, kedalaman lubang ledak 7,3 meter dan jumlah lubang ledak 39 lubang. Fragmentasi batuan berukuran > 1 m sebesar 3,34 %, volume peledakan sebesar 17.745 ton dan Powder Factor 0,42 kg/m3 . Hal ini menunjukkan bahwa fragmentasi batuan telah sesuai yang diinginkan dan target 16.000 ton telah tercapai dan terlampaui

Kata Kunci : Peledakan, Geometri Peledakan, Hasil Peledakan, Modifikasi Geometri.

I. PENDAHULUAN

A. Latar BelakangPT. Semen Padang Indarung, Sumatera

Barat merupakan perusahaan semen tertua di Indonesia. Pada saat ini tahun 2012, PT. Semen Padang telah menetapkan target produksi semennya 7.602.474 ton/tahun.

Penentuan target produksi ini ditentukan oleh permintaan pasar dan disesuaikan dengan kapasitas produksi pabrik. Untuk kebutuhan pasar dalam negeri PT. Semen Padang menjadi penyuplai semen sebanyak 12% – 13 %. Ini artinya PT. Semen Padang punya andil yang cukup besar dalam industri semen nasional.

Batukapur dan silika dapat di peroleh dari hasil penambangan sendiri yang lokasinya terletak di Bukit Karang Putih dan Bukit Ngalau, Indarung Sumatra Barat. Penambangan batukapur dilakukan dengan peledakan di jenjang -jenjang area penambangan.

Pada bulan februari tingkat produksi peledakan belum maksimal, artinya kurang dari 16.000 ton/hari. Volume batuan yang dihasilkan dari peledakan sebesar 13.468 ton/hari dan pada fragmentasi batuan yang berukuran > 1 m (boulder) sebesar 14,22 %. Hal ini dapat menyulitkan alat gali-muat dan alat peremuk untuk beroperasi. Hal inilah yang menjadi latar belakang penulis untuk melakukan evaluasi terhadap kegiatan produksi batu kapur di PT. Semen Padang, khususnya pada unit peledakan.

Evaluasi yang dilakukan bertujuan untuk mengurangi jumlah boulder sehingga jumlah produksi dapat dimaksimalkan..

B. TujuanUntuk tujuannya adalah sebagai pertimbangan

dalam penerapan salah satu desain peledakan untuk mendapatkan fragmentasi optimum dan produksi lebih besar.

C. PermasalahanBagaimana geometri peledakan untuk

mencapai target produksi dan distibusi fragmentasi yang sesuai agar dapat diperoleh hasil yang lebih maksimal.

D. Ruang LingkupDalam penelitian ini permasalahan dibatasi

pada :

pada kegiatan pemboran dan peledakan yang dilakukan di Quarry PT. Semen Padang, untuk mendapatkan fragmentasi batuan yang diinginkan serta mencapai target produksi peledakan.

II. METODE PENELITIAN

Dalam penyusunan laporan ini, ada tahapan yang dilakukan untuk mendapatkan data yang diperlukan, yaitu :

1. Studi Teori Literatur

1

Studi literatur dilakukan pada sebelum, saat dan sesudah penelitian dilakukan. Literatur yang digunakan berasal dari laporan-laporan yang berhubungan dengan penelitian ini.

2. Pengamatan Lapangan

Data yang diambil di lapangan dapat dibagi menjadi dua kelompok, yaitu ;

a. Data PrimerData yang langsung diperoleh dari pengamatan dilapangan, seperti data geometri peledakan aktual, waktu edar mesin bor, data jam kerja efektif , dan lain sebagainya.

b. Data SekunderData penunjang yang diperoleh dari arsip, dokumen-dokumen meliputi data produksi batu kapur yang sudah ada diperusahaan, meliputi spesifikasi alat,data produksi batu kapur, sifat batu kapur, karakteristik bahan peledak dan lain sebagainya.

3. Pengolahan DataPengolahan data merupakan perubahan dari data mentah yang diambil dari lapangan, disusun, kemudian dihitung nilai-nilai yang diperlukan seperti nilai rata-rata dengan metode statistik dan hasilnya akan digunakan dalam perhitungan selanjutnya sesuai dengan permasalahan yang ada.

4. Analisis DataAnalisa data merupakan proses pengolahan dari data-data hasil perhitungan yang telah ada. Kemudian diproses dan dianalisa sehingga didapat pemecahan dari masalah yang ada. Analisa data terdiri dari racangan geometri usulan, produksi peledakan dan fragmentasi batuan hasil peledakan serta produktivitas alat mekanis.Pada penelitian ini dalam menentukan geometri usulan dipakai yaitu teori R.L. Ash Dimana dalam penentuan burden untuk teori R.L Ash dipakai rumus :

Burden (B) =

dimana :B = Burden (ft)De = Diameter lubang ledak (inch)Kb = Nisbah burden yang telah dikoreksi

Dalam perhitungan distribusi fragmentasi digunakan persamaan KUZNETSOV :

V 0,8

X = A0 x Qe1/6 x (E/115)-19/30

Qe

dan persamaan ROSIN RAMLER : n

Rx = e -{(x / Xc) x 100 %

X = ukuran rata-rata dari hasil peledakan (cm)A = Faktor batuanVo = volume batuan dalam m3 per lubang ledak

(burden x spacing x tinggi bench)Qe = Massa bahan peledak yang digunakan tiap

lubang ledak (kg)E = Kekuatan berat relative bahan peledak

(ANFO = 100 )R = Perbandingan material yang tertahan pada

saringanX = Ukuran screenXc = Karakteristik dari ukuran batuan

5. KesimpulanSetelah dilakukan analisa, maka didapat kesimpulan dan rekomendasi output bagi perusahaan.

III. HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Pemboran

Kegiatan pemboran yang dilakukan PT. Semen Padang bertujuan untuk membuat sejumlah lubang ledak yang kemudian diisi dengan bahan peledak curah dan kemudian diledakkan. Dalam melaksanakan kegiatan pemboran di quarry, menggunakan alat bor Ingersoll Rand dengan prinsip down the hole hammer drilling. Alat bor yang dipakai dengan diameter mata bor 6,5 inchi dan alat ini mampu menyelesaikan 489,8 meter per hari Arah pemboran yang diterapkan PT. Semen Padang adalah pemboran miring, dengan sudut kemiringan ± 50 sedangkan pola pemboran yang digunakan adalah pola selang-seling (stagerred). Pola ini dipakai untuk mendapatkan distribusi energi ledakan yang optimal pada saat peledakan.

Gambar 1. Kegiatan Pemboran Di Site Pre-Bench PT. Semen Padang

2

1. Kecepatan PemboranDari pengamatan diperoleh bahwa pemboran dengan kedalaman rata-rata 7,3 meter membutuhkan waktu 11,09 menit (LampiranB), sehingga diperoleh kecepatan pemboran 39,50 meter per jam (Lampiran G).

2. Volume SetaraDari data yang didapat harga volume setara pemboran mencapai 20,3 m3/m

3. Efisiensi PemboranEfisiensi pemboran saat ini yang dihasilkan adalah sebesar 67,3 %

4. Produktivitas Alat BorPada operasi pemboran lapisan interburden

saat ini produktivitas pemboran adalah 537,2 m3/jam

B. Peledakan

Dalam usaha untuk memperbaiki fragmentasi batuan dengan metode peledakan, yaitu untuk mendapatkan ukuran batuan hasil peledakan dengan ukuran kurang dari 1 m, maka akan dibahas beberapa hal yang berhubungan dengan perbaikan fragmentasi, yang antara lain tentang geometri peledakan.

1. Geometri Peledakan Aktual

1. Geometri PeledakanGeometri peledakan merupakan suatu

rancangan yang diterapkan pada suatu peledakan yang meliputi burden, spacing, stteming, subdrilling, powder charge, dan kedalaman lubang ledak. Pada geometri peledakan aktual jarak burden yang diterapkan di lapangan adalah 4,4 meter dan panjang spacing antara 4,6 meter, rata-rata kedalaman lubang ledak yaitu 7,3 meter, rata-rata panjang kolom isian (charging) yaitu 3,6 meter, dan rata-rata jumlah lubang ledak yaitu sebanyak 35 lubang.

2. Pola PeledakanPola peledakan yang selama ini digunakan

adalah pola peledakan menggunakan metode peledakan elektrik, dengan pola peledakan beruntun perlubang menggunakan surface delay 0-20 ms. Proses penyalaan awal menggunakan Blasting Machine yang meledakkan detonator listrik pada initial point. Karena peledakan dapat lebih dikontrol, hasil peledakan tidak menyebar ke tempat yang sangat luas, sehingga alat muat dapat lebih mudah untuk menangani material hasil peledakan

3. Distribusi FragmentasiPada kondisi geometri peledakan yang

diterapkan perusahaan saat ini didapat nilai powder factor sebesar 0,42 kg/m3 (Lampiran D) dengan

fragmentasi ukuran boulder (≥ 1 m) yang dihasilkan masih banyak yaitu 14,2% (LampiranD).

Gambar 2. Fragmentasi Batuan Hasil Peledakan

2 Geometri Peledakan Usulan

1. Teori R. L. Ash (Geometri Usulan I)

1. Geometri Peledakana. Burden yang digunakan setelah dilakukan

perhitungan sebesar 4,6 meter, dengan faktor pada kondisi batuan dan bahan peledak yang digunakan yaitu Density insitu = 2,6 ton/m , SG ANFO = 0.85, VOD ANFO = 13.123 fps (Lampiran E).

b. Spacing yang digunakan pada geometri usulan sebesar 6,9 meter dengan pertimbangan spacing ratio (Ks) = 1,5 (Lampiran E).

c. Stemming yang digunakan pada geometri usulan sebesar 3,2 meter dengan pertimbangan harga nisbah stemming (Kt) = 0,7 (Lampiran E).

d. Subdrilling untuk geometri peledakan usulan yaitu sebesar 1,8 meter dengan Harga nisbah subdrilling (Kj) = 0,4 (Lampiran E).

e. Panjang kolom isian untuk geometri peledakan usulan yaitu sebesar 4,1 m dengan kedalaman lubang ledak (H) = 7,3 m. Dengan bertambahnya panjang kolom isian maka penambahan ANFO yang terjadi dimaksudkan agar didapatkan powder factor optimal sehingga didapatkan fragmen yang relatif lebih seragam.

2. Nilai powder factorPada geometri peledakan usulan ada

penambahan penggunaan bahan peledak ANFO dari 2.187,5 menjadi 2.886 kg/peledakan, dan powder factor 0,42 kg/m3

3. Distribusi FragmentasiDengan melakukan perhitungan secara

teoritis dengan menggunakan persamaan Kuznetzov dan Rosin Ramler, berdasarkan rancangan peledakan setelah dilakukan perbaikan geometri peledakan maka fragmentasi batuan hasil peledakan untuk

3

ukuran lebih besar dari 1 m pada geometri usulan diperkirakan akan menjadi 3,34 %. Bahwa dengan menggunakan geometri peledakan usulan ini terjadi penurunan jumlah boulder pada geometri usulan sebesar 14,2 % - 3.34 % = 10,88 %. Jumlah boulder tersebut telah memenuhi persyaratan yaitu kurang dari 15 %. Dengan adanya penurunan jumlah bolder ini, maka produktivitas alat muat akan meningkat. Peningkatan produktivitas terjadi karena waktu penggalian material akan menjadi berkurang.

Perbandingan tiap parameter untuk masing-masing geometri peledakan dapat dilihat pada (Tabel 1). Dari hasil perhitungan yang dilakukan berdasarkan geometri usulan R.L. Ash maka teori R.L. Ash memiliki pendekatan yang lebih baik untuk dijadikan geometri usulan baru karena lebih optimal untuk mendapatkan fragmentasi yang sesuai dengan perencanaan dan meningkatkan produktivitas alat gali muat. Dari teori R.L. Ash diperoleh ukuran fragmentasi batuan ≥ 100 cm lebih sedikit yaitu sebesar 1,79 % .

Tabel 1. Perbandingan Geometri Peledakan Aktual, R.L. Ash

Dari (Tabel1) berdasarkan perhitungan geometri usulan dengan menggunakan rumusan R.L.Ash, di dapat selisi Persentase Ukuran fragmentasi antara Geometri yang

digunakan aktual dilapangan sebesar 85,78 % dengan geometri usulan sebesar 96,66 % yaitu 10,88 % .

GAMBAR 3Grafik Ukuran Fragmentasi dan Jumlah Ukuran Batuan Aktual dan Usulan Yang

Tertahan

GAMBAR 4Grafik Ukuran Fragmentasi dan Jumlah

Ukuran Batuan Aktual dan Usulan YangLolos

IV.Kesimpulan dan SaranA. Kesimpulan

Berdasarkan data dan pembahasan dari bab sebelumnya maka dapat diambil kesimpulan antara lain :

1. Untuk mencapai target produksi semen 6.300.000 ton/tahun, maka dibutuhkan batukapur 7.602.474 ton/tahun dan pada bulan februari sekitar 463.963 ton/bulan (16.000 ton/hari).

2. Untuk mencapai target produksi peledakan batu kapur sebesar 16.000 ton per hari,maka dipilih geometri peledakan usulan ketiga dengan besar;a.burden sebesar 4,6 meterb.spacing sebesar 6,9 meter c.subdrilling sebesar 1,8 meter

4

No. Parameter Hasil Pengamatan

Geometri Usulan

1. Geometri Peledakan  - Diamtr Lbg Ledak

(inch) 6,5 6,5

-Burden (B) (m) 4,4 4,6

-Spacing (S) (m) 4,6 6,9

-Stemming (T) (m) 3,7 3,2

-Subdrilling (J) (m) 1,0 1,8

-Tinggi Jenjang (L) (m) 6,3 5,5-Kdlman Lbg Ldk (H)

(m) 7,3 7,3

2. Panjang kolom isian (Pc) (m) 3,6 4,1

3. Jumlah pemakaian ANFO (kg/lubang) 62,5 74

4. Powder Factor (kg/m3)  0,42 0,42

5. Fragmentasi BatuanX = 100 cm (%) 14,22 3,34X = 90 cm (%) 17,55 5,61X = 80 cm (%) 21,44 9,25X = 70 cm (%) 26,18 14,66X = 60 cm (%) 31,98 22,31X = 50 cm (%) 38,67 32,62X = 40 cm (%) 47,23 45,84X = 30 cm (%) 57,70 61,26X = 20 cm (%) 69,77 77,88X = 10 cm (%) 83,53 92,31

6. Jumlah lubang ledak 35 39

7. Volume peledakan perpeledakan (m3) 5.180 6.825

d.stemming sebesar 3,2 meter e.kedalaman lubang ledak sebesar 7,3 meterJumlah lubang ledak yang digunakan sebanyak 39 lubang dan pemilihan geometri usulan ini didasarkan pada perkiraan hasil produksi paling besar yaitu mencapai 17.745 ton per hari atau sebesar 6.825 m3.

3. Dari geometri usulan yang dipilih menghasilkan derajat fragmentasi batuan yang berukuran > 100 cm sebesar 1,79 % . Hal ini menunjukkan bahwa jumlah boulder yang dihasilkan lebih sedikit, sehingga alat gali-muat dan crusher dapat bekerja lebih baik.

B. Saran1. Diperlukan ketelitian dalam penentuan titik

lubang ledak agar diperoleh geometri peledakan yang diinginkan sehingga mendapatkan hasil peledakan sesuai dengan yang diharapkan.

2. Pengisian bahan peledak sebaiknya dilakukan setepat mungkin begitu juga dalam pengisian stemming perlu diperhatikan kepadatannya sehingga diperoleh hasil yang maksimal.

DAFTAR PUSTAKA

1. Anonim (2007), “Prospek pertambangan di PT. Semen Padang”, Departemen Tambang PT. Semen Padang, Indarung.

2. Anonim (2002), “Komatsu Specification and application Handbook edition 24” , Komatsu ltd, Tokyo, Japan

3. Gary B. Hemphill P. E., (1981), “ Blasting Operation “ , Mcgraw – Hill Book Company, Newyork, (Page 52 – 162).

4. Saptono, singgih, (2006), “Teknik Peledakan” , UPN, Yogyakarta.

5. Calvin J. Konya and Edwal J Walter, (1990), “Surface Blast Design” , Hall. Inc, New Jersey.

6. Hartman Howard L, (1987), “Introductory Mining Engineering” , Jhon willey and sons Inc. Canada.

7. Koesnaryo. S., (2001), ”Teori Peledakan” , Pusat Pendidikan dan Pelatihan

Teknologi Mineral dan Batubara, Bandung.

LAMPIRAN

LAMPIRAN B Pemboran

TABEL B.1

5

WAKTU EDAR ALAT BOR INGERSOLL RAND DM 03

(DETIK)

No Bt At Pt Ct

1 532 38 116 686

2 423 37 123 583

3 467 33 98 598

4 565 35 111 711

5 564 47 127 738

6 547 38 108 693

7 499 37 96 632

8 434 40 134 608

9 510 47 120 677

10 478 35 88 601

11 498 38 125 661

12 529 40 133 702

13 498 37 123 658

14 511 41 130 682

15 487 37 108 632

16 453 40 124 617

17 513 35 81 629

18 435 34 98 567

19 522 42 159 723

20 508 46 83 637

21 514 42 168 724

22 508 36 89 633

23 510 47 182 739

24 567 44 153 764

25 552 40 151 743

26 515 42 144 701

27 487 39 145 671

28 584 37 95 716

29 511 35 102 648

30 498 40 113 651

Total 15219 1190 3632 20041

Dari data dan hasil perhitungan diperoleh rata-rata waktu edar pemboran yaitu 11.09menit/lubang, rata-rata kecepatan pemboran 39,50 meter/jam, rata-rata jumlah lubang ledak perhari yaitu 35 lubang, efisiensi pemboran sebesar 67,3%.

LAMPIRAN D Geometri Peledakan Aktual

TABEL D.1GEOMETRI PELEDAKAN DILAPANGAN

Dari data dan hasil perhitungan diperoleh rata-rata untuk Burden yaitu 4,4 m, Spasi 4,6 m, Kedalaman lubang ledak 7,3 m (Tabel D.1).

LAMPIRAN E Geometri Usulan

Teori R.L. Ash (Geometri usulan )Dari hasil perhitungan diapatkan nilai :

1. Burden 4,6 m, dengan faktor pada kondisi batuan dan bahan peledak yang digunakan yaitu Density insitu = 2,6 ton/m3 , SG ANFO = 0.85, VOD ANFO = 13.123 fps.

6

No Kedalaman Burden Spacing Lubang (m) (m) (m)

1 7,3 3,8 4,72 7,2 4,1 4,63 7,6 4,4 4,34 6,5 4,5 4,25 6,2 3,7 4,66 7,3 4 5,17 7,4 4,5 5,28 8 5 4,99 8 4,5 5,310 5,5 4,7 5,111 7 4,5 4,212 7,4 4,4 4,413 4,5 4,6 414 7,1 4,5 3,915 7,8 4,9 3,916 7,5 4,3 3,717 7,7 4,5 4,118 7,2 4,6 419 7,5 5 4,320 7,2 4,3 4,221 7,9 4,4 5,222 8 4,2 4,823 7,9 4,4 4,924 7,8 4,3 5,125 7,5 4,3 4,926 7,6 4,5 4,927 7,5 4,7 528 7,9 4,5 5,229 8 4,5 4,830 7,4 4,6 4,7

Jumlah 219,40 133,2 138,2 ratarata 7,3 4,4 4,6

2. Spacing 6,9 m dengan pertimbangan spacing ratio (Ks) = 1,5

3. Stemming 3,2 m dengan pertimbangan Harga nisbah stemming (Kt) = 0,7

4. Subdrilling 1,8 m dengan Harga nisbah subdrilling (Kj) = 0,4

5. Kedalaman lubang ledak 7.3 m, Panjang Lubang isian handak 4,1 m, Tinggi jenjang 5,5 m

6. Pada geometri peledakan usulan ada penambahan

penggunaan bahan peledak ANFO menjadi 2.886

kg/peledakan, dan volume peledakan sebesar 6.825

m3 atau setara dengan 17.745 ton,sehingga powder

factornya pun sebagai berikut:

2.886 kg

Powder Factor = = 0,42 kg/m3

6.825 m3

7.Perhitungan Teoritis Tingkat Fragmentasi Batuan Geometri Usulan

Dengan menggunakan persamaan KUZNETSOV :

V 0,8

X = A0 x Qe1/6 x (E/115)-19/30

Qe

dan ROSIN RAMLER n

Rx = e -{(x / Xc) x 100 %

Maka diperoleh rata-rata persentase fragmentasi batuan yang berukuran boulder (>1m) yaitu sebanyak 3,34%.

Dengan menggunakan persamaan Kuznetsov dan Rosin Ramler juga, diperoleh :

Geometri usulan :fragmentasi batuan yang berukuran > 1m =3,34 %fragmentasi batuan yang berukuran < 1 m = 96,66 %

LAMPIRAN G Produktifitas Pemboran

Tabel G.1Produktifitas Pemboran Geometri peledakan

sebelum Perubahan Geometri

Jadi produktifitas pemboran adalah: 537,2 m3/jam

Tabel G.1Produktifitas Pemboran Geometri peledakan

Setelah Perubahan Geometri

Jadi produktifitas pemboran adalah: 632,5 m3/jam

LAMPIRAN H Faktor Batuan

Tabel H.1 Pembobotan Massa Batuan

No Parameter PembobotanKeterangan

Sandstone

1.Rock Mass Description

(RMD)50 Massive

2. Joint Plane Spacing (JPS) 50 Wide

(>1meter)

3. Joint Plane Orientation (JPO) 20 dip out to

face

4. Specific Gravity Influence (SGI) 16,25 SGI = (25 x

SG) – 505. Hardness 5 Skala Mohs

7

Parameter Simbol Satuan Nilai

Kedalaman lubang ledak H m 7,3Waktu edar pemboran Ct menit 11,0

9Vol. batuan yang diledakkan W bcm 5.180

Jumlah rata-rata lubang per peledakan

N - 35

Waktu produktif Wp jam 6,2Waktu tersedia Wt jam 9,2Kecepatan pemboran m/jam 39,5

0Volume setara

m3/m 20,3

Efisiensi pemboran % 67,3

Rumus P = Vt x Veq x EffProduktifitas pemboran P m3/

jam537,

2Total kedalaman per hari

Htotal= 2Wp x Vt m/hari 489,

8

Sehingga faktor batuan (A) batukapur = 0,12 x BI

= 0,12 x 0,5 (RMD + JPS + JPO + SGI + S) = 0,12 x 70,625 = 8,5

8

Parameter Simbol Satuan Nilai

Kedalaman lubang ledak H m 7,3Waktu edar pemboran Ct menit 11,0

9Vol. batuan yang diledakkan

W bcm 6.825

Jumlah rata-rata lubang per peledakan

N - 39

Waktu produktif Wp jam 6,2Waktu tersedia Wt jam 9,2Kecepatan pemboran m/jam 39,5

0Volume setara m3/m 23,9

Efisiensi pemboran % 67,3

Rumus P = Vt x Veq x EffProduktifitas pemboran P m3/jam 632,

5Total kedalaman per hari

Htotal= 2Wp x Vt m/hari 489,

8