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