Pengeboran dan Penggalian

Page 1

Tujuan Instruksional khusus

Setelah mengikuti kuliah ini mahasiswa diharapkan untuk bisa :

• Menjelaskan cara menganalisa kebutuhan akan operasional kegiatan pemboran

• Menjelaskan hubungan karakterisitik batuan dengan kemampuboran & kemampugalian

• Menjelaskan metoda pemboran berdasarkan mekanisme gerak, tipe sirkulasi & jenis fluida.

• Menyebutkan sifat fisik material dan sifat mekanik material yang mempengaruhi pemboran & penggalian

RN

H 8

407

- T

ekn

ik P

ert

am

ban

ga

n F

T-U

NL

AM

Tujuan Pemboran

• Secara umum di artikan sebagai kegiatan membuat lubang pada suatu media untuk bebagai kepantingan

• Secara khusus pada kegiata pertambangan di artikan sebagai kegiatan membongkar / memberaikan batuan

Pendahuluan

• Pemberaian batuan: alat gali mekanis (ripper, excavator, shovel, dll)

atau hydraulic jet.

• Production drilling: eksplorasi, lubang tembak, penirisan untuk

kestabilan lereng, dan test pondasi.

• Variasi material geologi sangat umum dijumpai dalam suatu tambang

dan mungkin membutuhkan alat dan metode pengeboran yang

berbeda

Sistem Penambangan

• Pemilihan sistem penambangan dan penggalian: sifat dan posisi bahan galian

kondisi geologi bahan galian dan material penutup (OB)

tingkat produksi

sistem kestabilan material galian & OB

• Metoda penambangan (penggalian, pemuatan,

dan pengangkutan): tidak menerus (discontinuous = konvensional drill & blast)

menerus (continuous)

Pemilihan Metode Penambangan

Dalam kegiatan penambangan, aturan utamanya

adalah memilih suatu metoda penambangan yang

paling sesuai dengan karakteristik unik (alam,

geologi, lingkungan dan sebagainya) dari endapan

mineral yang ditambang di dalam batas keamanan,

teknologi dan ekonomi, untuk mencapai ongkos

yang rendah dan keuntungan yang maksimum

7

Sistem Penambangan Konvensional

Metode Sistem Jenis Tambang Peralatan Gali

Tambang Terbuka

Mekanis

Open pit mining*Pemboran & Peledakan; Buldoser, Grader, Power Scraper, Ripper, Shovel, Backhoe, Surface Miner, Dragline

Opencast mining*Pemboran & Peledakan; Buldoser, Grader, Power Scraper, Ripper, Shovel, Backhoe, Surface Miner, Dragline Bucket Wheel Excavator

Quarrying*Pemboran & Peledakan, Buldoser, Shovel, Backhoe, Diamond cutting

Aquaeous Hydraulicking* Kapal Keruk, Monitor, Clam Shell,

Tambang Bawah Tanah

Swa-sangga (Self-supported)

Room & PillarPemboran & Peledakan, Roadheader, Continuous Miner, LHD

Stope & Pillar Pemboran & Peledakan, Hoisted Scraper, LHD

UG gloryhole Pemboran & Peledakan, Hoisted Scraper, LHD

Gophering

Berpenyangga buatan

(Supported)

Cut & Fill stoping * Pemboran & Peledakan, Hoisted Scraper, LHD

Stull stoping Pemboran & Peledakan, Hoisted Scraper

Square set stoping Pemboran & Peledakan, Hoisted Scraper

Ambrukan (Caving)

Longwall mining * Drum shearer, Plough

Sublevel caving

Block caving * Pemboran & Peledakan, Hoisted Scraper, LHD

Pemilihan Sistem Penggalian

Pada tahap awal merencanakan pembukaan tambang,

masalah utama dalam pemilihan sistem penggalian yang

tepat adalah kemampuan para insinyur perencana untuk

memilih sistem penggalian (kontinyu/non kontinyu) dan

pemilihan alat dari sistem yang terpilih dengan data sifat fisk

dan mekanik yang masih terbatas dengan pertimbangan

bahwa kondisi material sangat bervariasi

Page 8

Pemilihan Sistem Penggalian

Urutan Pembongkaran Batuan Menurut Kuat Tekan Uniaxial

Pemilihan Gigi Gali Menurut UCS (Durs & vogt, 1988 & hagan 1990)

11

Faktor Utama Analisis Penggalian

• Karakteristik batuan utuh dan massa batuan: Sifat fisik batuan utuh

Sifat mekanik statik batuan utuh

Sifat mekanik dinamik batuan utuh

Struktur massa batuan

• Produksi penggalian penambangan

• Geometri dan ukuran tambang

• Karakteristik alat gali: kapasitas produksi,

daya terpasang

jenis alat potong atau gigi gali.

Page 11

Klasifikasi Batuan

• Batuan beku (igneous rocks)

• Batuan sedimen (sedimentary rocks)

• Batuan malihan atau metamorf (metamorphic rocks)

13

Urutan Metode Proses Penggalian

Batuan Keras & Masif - Peledakan

Batuan Lunak – Penggalian Bebas

Metoda & Mekanisme Penggalian & Pemecahan Batuan

• Penggalian dan pemecahan mekanik • Sistem erosi - Hydraulic Mining • Pemboran dan peledakan• Jet Piercing• Lain-lain: ekspansi kimia dan pembekuan

Klasifikasi Umum Penggalian

Soft/easy/free digging (bulldozer, hydraulic backhoe, shovel, BWE)

tanah penutup (soil), pasir, sandyclay, clayey sand

Medium hard digging (power shovel, ripping, cutting) lempung, batuan lapuk

Very hard digging/rock (ripping, cutting, peledakan)

diperlukan peledakan sebelum dapat digali

Energi Relatif dan Biaya

AktivitasEnergi

SpesifikKwh/ton

Biaya$/ton

Faktor Energi

Faktor Biaya

Pemboran & peledakan

0.1 – 0.25 0.1 – 0.25 1 1

Muat & Angkut 0.2 – 0.5 0.5 – 1.0 1 - 5 2 – 10

Peremukan 1 - 2 0.5 – 1.0 4 - 20 2 – 10

Penggerusan 10 - 20 2.0 – 5.0 40 - 200 8 - 20

Hub karakteristik batuan dengan kemampuboran dan kemampugalian• Batuan yang kuat perlu energi pemboran & penggalian

lebih besar

• Ketidakhadiran bidang lemah akan perlu energi penggalian besar u/ mendapatkan fragmentasi yg diinginkan sedangkan adanya bidang lemah akan menyebabkan masalah pada pemboran

• Batuan lunak cenderung menyerap energi pemboran & penggalian

RN

H 8

407

- T

ekn

ik P

ert

am

ban

ga

n F

T-U

NL

AM

Sifat fisik material yang berpengaruh terhadap pemboran

• Bobot isi• Kandungan Air

Sifat fisik material yang berpengaruh terhadap penggalian

Plastisitas

RN

H 8

407

- T

ekn

ik P

ert

am

ban

ga

n F

T-U

NL

AM

Sifat mekanik batuan utuh dari uji standard

• Kuat tekan• Kuat tarik• Kuat geser• Modulus Young• Nisbah Poisson

RN

H 8

407

- T

ekn

ik P

ert

am

ban

ga

n F

T-U

NL

AM

Sifat mekanik batuan utuh dari uji indeks

• Point load index• Breaking characteristic• Rock drillability• Drilling rate index• Drillability barre granite• Cutting resistance wedge test• Core cuttability• Impact strength index

RN

H 8

407

- T

ekn

ik P

ert

am

ban

ga

n F

T-U

NL

AM

Jenis metoda pemboran yang digerakan oleh mesin dibedakan berdasarkan

• Mekanisme gerak pemboran• Sirkulasi fluida pemboran• Jenis fluida yang digunakan

RN

H 8

407

- Te

knik

Per

tam

bang

an F

T-U

NLA

M

Pemboran Berdasarkan Mekanisme Geraknya

• Rotary drill• Percussive drill• Rotary – Percussive drill

RN

H 8

407

- Te

knik

Per

tam

bang

an F

T-U

NLA

M

Prinsip dari Metoda Pemboran adalah

“ROTARY-PERCUSSION and

ROTARY”

Top Hammer Drilling Hammer Piston yang ditempatkan di posisi paling atas (Top) diteruskan ke Drill Bit melalui batang Bor jenis ini digunakan untuk lubang diameter kecil dan dangkal

1. ROTARY PERCUSSION DRILLING

Down The Hole DrillingPiston diposisikan di bawah batang bor dan langsung memukul Bit digunakan untuk diameter lubang sekitar 85 s/d 200 mm dan kedalaman sampai dengan 20 meter.

2. ROTARY DRILLING,Umumnya digunakan untuk lubang yang lebih besar sampai

dengan 400 mm, dan kedalaman sampai dengan 100 meter

RN

H 8

407

- Te

knik

Per

tam

bang

an F

T-U

NLA

M

Pemboran berdasarkan sirkulasi fluida pemboran Sirkulasi Langsung (Direct Circulation)

Fluida bor dipompakan dari mudpit ke mata bor melalui bagian dalam stang bor kemudian kembali lagi ke permukaan akibat tekanan pompa melalui rongga anulus.

Sirkulasi Terbalik (Reverse Circulation)

Fluida bor dari mudpit bergerak melalui rongga anulus, kemudian kembali lagi ke permukaan akibat gaya hisap pompa melalui bagian dalam stang bor.

RN

H 8

407

- Te

knik

Per

tam

bang

an F

T-U

NLA

M

Pemboran berdasarkan jenis fluida yang digunakan

• Pemboran menggunakan cairan / lumpur (Mud Flush)

• Pemboran menggunakan udara Jikamenggunakan udara sebagai fluida bor (Air Flush)

RN

H 8

407

- Te

knik

Per

tam

bang

an F

T-U

NLA

M