PELEDAKAN TAMBANG

Diposkan oleh Najib ARANGI PANJAH di 8:33 AM Label: Blasting, Pertambangan

A.  BAHAN PELEDAK

            Bahan peledak yang dimaksudkan adalah bahan peledak kimia yang didefinisikan

sebagai suatu bahan kimia senyawa tunggal atau campuran berbentuk padat, cair, atau

campurannya yang apabila diberi aksi panas, benturan, gesekan atau ledakan awal akan

mengalami suatu reaksi kimia eksotermis sangat cepat dan hasil reaksinya sebagian atau

seluruhnya berbentuk gas disertai panas dan tekanan sangat tinggi yang secara kimia lebih

stabil.

            Bahan peledak diklasifikasikan berdasarkan sumber energinya menjadi bahan peledak

mekanik, kimia, dan nuklir (J. J. Manon, 1978). Karena pemakaian bahan peledak kimia

lebih luas dibandingkan dengan sumber energi lainnya, maka pengklasifikasian bahan

peledak kimia lebih intensif diperkenankan. Pertimbangan pemakaiannya antara lain, harga

relatif murah, penanganan teknis lebih mudah, lebih banyak variasi waktu tunda (delay time)

dan dibandingkan dengan  nuklir bahayanya lebih rendah.

     

      Klasifikasi bahan peledak menurut Mike Smith (1988) yaitu :

1. Bahan peledak kuat contohnya TNT, Dinamite, Gelatine

2. Agen Peledakan contohnya ANFO, Slurries, Emulsi, Hybrid ANFO, Slurry

mixtures

3. Bahan peledak khusus contohnya Seismik, Trimming, Permisible, shaped

Charges, Binary, LOX, Liquid.

4. Pengganti bahan peledak contohnya Compressed air/gas, Expansion agents,

mechanical methods, waterjets, jet piercing

Sifat-sifat fisik bahan peledak adalah suatu kenampakan nyata dari sifat bahan peledak ketika

menghadapi perubahan kondisi lingkungan sekitarnya, yaitu antara lain :

1.      Densitas yaitu angka yang menyatakan perbandingan berat per volume

2.      Sensitifitas adalah sifat yang menunjukan kemudahan inisiasi bahan peledak atau ukuran

minimal booster yang diperlukan

3.      Ketahanan terhadap air (water resistence)

4.      Kestabilan kimia (chemical stability)

5.      Karekteristik gas ( fumes characteristic)

B.     PERLENGKAPAN PELEDAKAN

            Perlengkapan peledakan adalah bahan–bahan yang membantu peledakan yang habis

dipakai yaitu :

1.      Detonator

2.      Sumbu peledakan

Detonator adalah alat pemicu awal yang menimbulkan inisiasi dalam bentuk letupan (ledakan

kecil) sebagai bentuk aksi yang memberikan efek kejut terhadap bahan peledak peka

detonator atau primer. Terdapat dua jenis muatan bahan peledak dalam detonator yang

masing-masing fungsinya berbeda, yaitu:

1.   Isian utama (primary charge) berupa bahan peledak kuat yang peka (sensitive), fungsinya

untuk menerima efek panas dengan sangat cepat dan meledak sehingga menimbulkan

gelombang kejut.

2.   Isian dasar (base charge) disebut juga isian sekunder adalah bahan peledak kuat dengan VoD

tinggi, fungsinya adalah menerima gelombang kejut dan meledak dengan kekuatan besarnya

tergantung pada berat isian dasar tersebut.

Kekuatan ledak (strength) detonator ditentukan oleh jumlah isian dasarnya. Jenis-jenis

detonator :

1.      Detonator biasa (plain detonator)

2.      Detonator listrik (electric detonator)

3.      Detonator nonel (nonel detonator)

4.      Detonator elektronik (electronic detonator)

            Yang dimaksud dengan sumbu peledakan disini adalah sumbu api dan sumbu ledak.

Sumbu api adalah sumbu yang disambung ke detonator biasa pada peledakan dengan

menggunakan detonator biasa. Dapat dikatakan bahwa sumbu api merupakan pasangan

detonator biasa, karena detonator biasa tidak dapat digunakan tanpa sumbu. Fungsi sumbu api

adalah untuk merambatkan

api dengan kecepatan tetap pada detonator biasa. Sedangkan sumbu ledak adalah sumbu yng

pada bagian intinya terdapat bahan peledak PETN. Fungsi sumbu ledak adalah untuk

merangkai suatu sistem peledakan tanpa menggunakan detonator didalam lubang ledak.

Sumbu ledak mempunyai sifat tidak sensitive terhadap gesekan, benturan, arus liar, dan

listrik statis.

C.    PERALATAN PELEDAKAN

            Peralatan peledakan adalah perangkat pembantu peledakan yang nantinya dapat

dipakai berulang kali. Peralatan peledakan dapat dikelompokan menjadi :

1.                                    Peralatan yang langsung berhubungan dengan teknik peledakan

2.                                    Peralatan pendukung peledakan

Peralatan yang berhubungan langsung dengan peledakan adalah ;

         . Alat Pemicu ledak

  Pada peledakan listrik ( Blasting Machine)

  Pada peledakan nonel (shot gun / short fire)

               Alat Bantu ledak listrik

  Blasting Ohmmeter (BOM)

  Pengukur kebocoran arus listrik

  Multimeter peledakan

  Pengukur kekuatan blasting machine

  Pelacak kilat (lightning detector)

               Alat Bantu peledakan lain

  Kabel listrik utama (lead wire) atau sumbu nonel utama (lead in line)

  Cramper (penjepit sambungan sumbu api dengan detonator biasa )

  Meteran (50 ml) dan tongkat bambu ( ± 7 m) diberi skala

Alat pencampur dan pengisi

Peralatan pendukung peledakan antara lain :

a.       Alat pendukung utama, berhubungan dengan aspek keselamatan dan keamanan kerja, serta

lingkungan, misalnya alat mengangkut dan alat pengaman

b.      Alat pendukung tambahan terfokus pada penelitian peledakan yang tidak selalu dipakai pada

peledakan rutin, misalnya alat pengukur kecepatan detonasi, pengukur getaran dan pengukur

kebisingan.

TEKNIK PELEDAKAN

            Terdapat perbedaan antara teknik peledakan pada sistem penambangan terbuka

dengan sistem penambangan bawah tanah, perbedaan itu disebabkan oleh beberapa faktor

seperti luas area, volume hasil ledakan, suplai udara segar, dan keselamatan kerja.

      A. Pola pengeboran

TABEL 1.

PENYEBAB YANG MEMBEDAKAN POLA PENGEBORAN DI TAMBANG TERBUKA DAN BAWAH TANAH

faktor Tambang bawah tanah Tambang terbuka

Luas area Terbatas, sesuai dimensi bukaan luasnya dipengaruhi oleh kestabilan bukaan tersebut

Lebih luas karena terdapat di permukaan bumi dan dapat memilih area yang cocok

Volume hasil peledakan

Terbatas karena dibatasi luas permukaan bukaan, diameter mata bor dan kedalaman pengeboran

Lebih besar bisa mencapai ratusan ribu meter kubik per peledakan, sehingga dapat direncanakan target yang besar

Suplai udara segar

Tergantung pada system ventilasi yang baik

Tidak bermasalah karena dilakukan pada udara terbuka

Keselamatan kerja

Kritis, diakibatkan oleh ruang yang terbatas, guguran batu dari atap , tempat penyelamatan diri terbatas

Relative lebih aman karena seluruh pekerjaan dilakukan pada area terbuka

a. Pola pengeboran pada tambang terbuka

            Terdapat tiga pola pengeboran yang ada pada tambang terbuka, yaitu :

1.      Pola bujur sangkar (square pattern), yaitu jarak burden dan spasi sama

2.      Pola persegi panjang (rectangular system), yaitu jarak spasi dalam satu baris lebih besar

dibanding burden

3.      Pola zig-zag (staggered pattern), yaitu antara lubang bor dibuat zigzag yang berasal dari pola

bujur sangkar maupun persegi panjang

b. Pola pengeboran pada bukaan bawah tanah

         Pada pengeboran bukaan bawah tanah umumnya hanya terdapat satu bidang bebas,

yaitu pemuka kerja atau face. Untuk itu, perlu dibuat tambahan bidang bebas yang disebut

cut. Secara umum terdapat empat tipe cut yaitu :

1.      Center cut disebut juga pyramid atau diamond cut, empat atau enam lubang dengan diameter

yang sama dibor kearah satu titik sehingga membentuk pyramid.

2.      Wedge cut atau V- cut, angled cut atau cut berbentuk baji, setiap pasang dari empat atau

enam lubang dengan diameter yang sama dibor kearah satu titik, tetapi lubang bor antar

pasangan sejajar, sehingga terbentuk baji. Cara ini lebih mudah dari pyramid cut tetapi

kurang efektif untuk batuan yang keras.

3.      Drag cut atau pola kipas, bentuknya mirip dengan baji perbedaannya terletak pada posisi

bajinya tidak ditengah-tengah bukaan, tetapi terletak pada bagian lantai atau dinding bukaan.

Cara membuat dengan cara lubang bor dibuat miring untuk membentuk rongga di lantai atau

di dinding. Cara ini efektif pada batuan berlapis dan tidak keras dan pula berperan sebagai

controlled blasting.

4.      Burn cut disebut juga cylinder cut, pola ini sangat cocok untuk batu yang keras dan regas

seperti batu pasir (sandstone) atau batuan beku dan tidak cocok untuk struktur berlapis.

Secara umum pola peledakan menunjukan urutan atau sekuensial ledakan dari sejumlah

lubang ledak  Adanya urutan peledakan berarti terdapat jeda waktu ledakan yang disebut

dengan waktu tunda (delay time). Beberapa keuntungan yang diperoleh dengan menerapkan

waktu tunda pada sistem peledakan yaitu :

1.      Mengurangi getaran

2.      Mengurangi overbreak dan batu terbang (fly rock)

3.      Mengurangi gegeran akibat airblast dan suara (noise)

4.      Dapat mengarahkan lemparan fragmentasi batuan

5.      Dapat memperbaiki ukuran fragmentasi batuan hasil ledakan

B. DESAIN PELEDAKAN

            Kondisi-kondisi tertentu pada operasi akan mempengaruhi secara detail daripada

desain peledakan. Faktor-faktor yang dipertimbangkan dalam mendesain suatu peledakan

antara lain :

1. Diameter lubang ledak

2. Tinggi jenjang

3. Fragmentasi

4. Burden dan spacing

5. Struktur batuan

6. Kestabilan jenjang

7. Dampak terhadap lingkungan

8. Tipe bahan peledak yang akan digunakan

    

1.   Diameter lubang bor

            Pemilihan diameter lubang ledak dipengaruhi oleh besarnya laju produksi yang      

direncanakan. Makin besar diameter lubang maka akan diperoleh laju produksi yang        

besar pula, dengan persyaratan alat bor dan kondisi batuan sama. Faktor yang membatasi

diameter lubang ledak adalah :

         Ukuran fragmentai hasil ledakan

         Isian bahan peledak utama harus dikurangi atau lebih kecil dari perhitungan teknis karena

pertimbangan vibrasi bumi atau ekonomi

         Keperluan penggalian batuan secara selektif

Pada kondisi batuan yang solid, ukuran fragmentasi batuan cenderung meningkat apabila

perbandingan kedalaman lubang ledak dan diameter kurang dari 60 inci. Oleh karena itu

upayakan hasil perbandingan tersebut melebihi 60 atau L/d ≥ 60 inci atau  d = 5 – 10 K

Dimana :    d  = Diameter lubang bor (mm)

                  K = tinggi jenjang (m)

Dengan diameter lubang bor yang kecil, konsekuensinya burden juga kecil, akan memberikan

hasil fregmentasi yang bagus dengan getaran (groun vibration) rendah. Hal ini perlu

diperhatikan, terlebih lagi apabila ledakan dilakukan dekat dengan perumahan penduduk

2. Ketinggian jenjang dan kedalaman lubang bor

         Tinggi jenjang berhubungan erat dengan parameter geometri peledakan lainnya dan

ditentukan terlebih dahulu atau terkadang ditentukan kemudian setelah parameter serta aspek

lainnya  di ketahui. Tinggi jenjang maksimum biasanya dipengaruhi oleh kemampuan alat

bor dan ukuran mangkok (bucket) serta tinggi jangkauan alat muat. Umumnya dipakai pada

quarry atau tambang terbuka dengan diameter lubang besar biasanya dipakai antara 10 – 15 m

. Pertimbangan lain yang harus diperhatikan adalah kestabilan jenjang jangan sampai runtuh,

baik karena daya dukungnya lemah atau akibat getaran peledakan. Secara praktis hubungan

diameter lubang bor dengan ketinggian jenjang dapat diformulasikan sebagai berikut :

                      K = 0,1 – 0,5 D

Dimana :       K = Tinggi jenjang (m)

                     D = Diameter lubang (mm)

GAMBAR 1HUBUNGAN DIAMETER LUBANG BOR DENGAN KETINGGIAN JENJANG

3. Fragmentasi

         Fragmentasi adalah istilah umum untuk menunjukan ukuran setiap bongkah dari batuan

hasil peledakan. Ukuran fragmentasi tergantung pada proses selanjutnya. Beberapa ketentuan

umum tentang hubungan fragmentasi dengan lubang ledak :

a)      Ukuran lubang ledak yang besar akan menghasilkan bongkahan fragmentasi, maka dikurangi

dengan menggunakan bahan peledak yang lebih kuat

b)      Penambahan bahan  peledak akan menambah lemparan

c)      Batuan dengan intensitas tinggi dan jumlah bahan peledak sedikit dikombinasikan dengan

jarak spasi pendek akan menghasilkan fragmentasi kecil

C.    Geometri Peledakan

      a. Burden (B)

      Burden adalah dimensi yang terpenting dalam menentukan keberhasilan suatu pekerjaan

peledakan. Untuk menentukan besarnya burden perlu diketahui harga dari burden ratio. Hal-

hal yang harus diperhatikan dalam menentukan burden adalah :

         Burden harus merupakan jarak dari muatan (charges) tegak lurus terhadap “free face”

terdekat, dan arah dimana pemindahan akan terjadi

         Besarnya burden tergantung dari karekteristik batuan, karekteristik bahan peledak, dan lain

sebagainya.

b. Spasing

      Spasing adalah jarak antara lubang-lubang bor yang dirangkai dalam satu baris (row) dan

diukur sejajar terhadap “pit wall”. Biasanya spasing tergantung pada burden, kedalaman

lubang bor, letak primer, waktu tunda dan arah struktur bidang batuan. Untuk material

(batuan) yang homogen  B = S, sedangkan untuk struktur batuan yang kompleks, misalnya

orientasi joint sejajar dengan jenjang  maka burden dapat dirapatkan dan spasi dapat

dijarangkan. Bila orientasi joint tegak lurus jenjang maka burden dapat dijarangkan dan spasi

agak dirapatkan. Sedangkan untuk struktur batuan dengan orientasi kesegala arah /rock

fracture.

GAMBAR 2ORIENTASI STRUKTUR BATUAN PADA JENJANG

b.      Stemming (T)

      Stemming disebut juga collar, harga stemming ini sangat menentukan stress balance

dalam lubang bor, fungsi lain adalah untuk mengurung gas yang timbul. Untuk mendapatkan

stress balance maka harga stemming sama dengan burden. Pada batuan kompak, jika

perbandingan antara stemming dan burden kurang dari satu maka akan terjadi cratering atau

back break, terutama pada collar proming. Biasanya harga standar tang dipakai adalah 0,70

dan ini sudah cukup untuk mengontrol air blast dan stress balance.

c.       Sub drilling (SD)

      Adalah bagian dari kolom lubang ledak yang terletak dibagian dasar jenjang yang

dimaksud untuk menghindari terjadinya toe pada lantai jenjang setelah peledakan

d.      Tinggi jenjang (H)

e.       Kedalaman lubang bor tidak boleh lebih kecil daripada burden. Hal ini untuk menghindari

terjadi atau cratering. H =  L – SD

Dimana : L    = kedalaman lubang ledak

                     SD  = sub drilling

RANCANGAN MENURUT KONYA

Burden dihitung berdasarkan diameter lubang ledak, jenis batuan dan jenis bahan peledak

yang diekspresikan dengan densitasnya  Rumusnya adalah :

                     B =

Dimana : B = burden (ft), de = diameter bahan peledak (inci), ρe = berat jenis bahan peledak

dan ρr = berat jenis batuan

Spasi ditentukan berdasarkan sistem tunda yang direncanakan dan kemungkinannya adalah :

         Serentak tiap baris lubang ledak (instantaneous single-row blastholes)

H < 4B → ,      H > 4B → S = 2B

         Berurutan dalam tiap baris lubang ledak (sequenced single row blastholes)

H < 4B → ,      H > 4B → S = 1,4B

         Stemming (T) : batuan massif T = B sedangkan batuan berlapis T = 0,7 B

         Subdrilling (SD) = 0,3 B

         Penentuan diameter lubang dan tinggi jenjang mempertimbangkan dua aspek, yaitu 1) efek

ukuran lubang ledak terhadap fragmentasi, air blast, flyrock, dan getaran tanah dan 2) biaya

pengeboran. Tinggi jenjang (H) dan burden (B) sangat erat hubungannya dengan keberhasilan

peledakan dan ratio H/B ( yang dinamakan stiftness ratio) yang bervariasi memberikan

respon berbeda terhadap fragmentasi, airblast, flyrock, dan getaran tanah yang hasilnya

seperti terlihat dalam table. Sementara diameter lubang ledak ditentukan secara sederhana

dengan menerapkan “aturan lima (rule of five)’ , yaitu ketinggian jenjang (dalam feet)

“lima” kali diameter lubang ledaknya (dalam inci)

GAMBAR 3TINGGI JENJANG MINIMUM BERDASARKAN “ATURAN LIMA RULE OF FIVE“

TABEL 2.

 POTENSI YANG TERJADI AKIBAT VARIASI STIFFNES RATIO

Stifnessratio

Fragmentasi Ledakanudara

Batuterbang

Getarantanah

Komentar

1 buruk besar banyak besar Banyak muncul back  break di bagian toe.Jangan di lakukan dan rancang ulang

2 sedang sedang sedang sedang Bila memungkinkan rancang ulang

3 baik kecil sedikit kecil Control dan fragmentasi baik

4 memuaskan sangat keci;

sangat sedikit

sangat kecil

Tidak akan menambah keuntungan bila stiffnes ratio diatas 4

      RANCANGAN MENURUT  ICI – EXPLOSIVE

            Salah satu cara merancang geometri peledakan adalah dengan “coba-coba” atau trial

and error atau rule of thumb yang akan diberikan adalah dari ICI Explosive. Tinggi jenjang

(H) dan diameter lubang ledak (d) merupakan pertimbangan pertama yang disarankan. Jadi

cara ini menitikberatkan pada alat yang tersedia atau yang akan dimiliki, kondisi batuan

setempat, peraturan tentang batas maksimum ketinggian  jenjang yang diijinkan pemerintah,

serta produksi yang diinginkan. Selanjutnya untuk menghitung parameter lainnya adalah

sebagai berikut :

1.      Tinggi jenjang (H), secara empiris H = 60d – 140d, bandingkan dengan L/d ≤ 60

2.      Burden (B) antar baris : B = 25d - 45d

3.      Spasi antar lubang ledak sepanjang baris (S); S= 1B – 1,5B

4.      Subgrade (J); J = 8d – 12d

5.      Stemming (T); T = 20d - 30d

6.      Powder factor (PF)

      PF =

Powder Faktor menunjukan jumlah bahan peledak (kg) yang dipakai untuk memperoleh satu

satuan volume atau berat fragmentasi peledakan, jadi satuannya biasa kg/m3 atau kg/ton.

Pemanfaatan PF cenderung berdasarkan pertimbangan ekonomis suatu proses peledakan

Perhitungan Volume yang akan diledakan

Prinsip volume yang kan diledakan adalah perkalian antara burden (B), spasi (S) dan tinggi

jenjang yang hasilnya berupa balok dan bukan volume yang telah terberai oleh proses

peledakan. Volume tersebut disebut volume padat (solid atau insitu atau bank), sedangkan

volume yang telah lepas disebut volume lepas (losse). Konversi dari volume padat ke volume

lepas menggunakan factor berai atau sweel factor yaitu :