KAJIAN TEKNIS SISTEM PENYANGGAN FRICTION ANCHORED

ROCK BOLT PADA LUBANG BUKAAN TAMBANG BAWAH TANAH DI

PT. FREEPORT INDONESIA

Proposal Tugas Akhir

Oleh :

ADITYA SUPRIYADI

112 11 0030 / TA

PROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGAN

FAKULTAS TEKNOLOGI MINERAL

UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN”

YOGYAKARTA

2015

KAJIAN TEKNIS SISTEM PENYANGGAN FRICTION ANCHORED

ROCK BOLT PADA LUBANG BUKAAN TAMBANG BAWAH TANAH DI

PT. FREEPORT INDONESIA

PROPOSAL TUGAS AKHIR

Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Dalam Melaksanakan Tugas Akhir

Pada Prodi Teknik Pertambangan

Oleh :

ADITYA SUPRIYADI

112 11 0030 / TA

Mengetahui :

Ketua Program Studi

Ir. Inmarlinianto, MT

Dosen Wali

Ir. Kresno, M.Sc

BAB I

PENDAHULUAN

A. JUDUL SKRIPSI

“KAJIAN TEKNIS SISTEM PENYANGGAN FRICTION ANCHORED ROCK

BOLT PADA LUBANG BUKAAN TAMBANG BAWAH TANAH DI PT.

FREEPORT INDONESIA”

B. ALASAN PEMILIHAN JUDUL

Pada tahun-tahun terakhir ini penggunaan baut batuan telah meluas, mengikuti

perkembangan bidang Mekanika Batuan dan peningkatan pemakaian penguat batuan

lainnya di dalam penggalian tambang bawah tanah sebagai alternatif dari penyanggan

tradisionil.

Sistem rancangan penguat batuan pada saat ini di hadapkan pada suatu

peningkatan permintaan untuk mengoptimasikan rancangan tersebut dengan tetap

memperhatikan faktor keamanan dan faktor ekonomi.

Sistem penyanggan “Friction Anchored Rock Bolt” merupakan sistem penyangga

baut batuan yang paling banyak mengalami perkembangan dalam teknik penguatan

batuan.

Pada tambang bawah tanah diantara berbagai sistem penyanggan yang lain.

Sistem ini biasanya diterapkan pada bukaan (drift) yang baru dibuka.

Dari keterangan diatas judul ini dipilih untuk mempelajari aspek keteknikan dari

pemakaian sistem penyanggaan ini beserta pertimbangan-pertimbangan yang terlibat

dalam pemilihannya.

C. TUJUAN PENELITIAN

Tujuan utama dari sistem penyanggaan batuan adalah untuk membantu massa

batuan menyangga dirinya sendiri.

Penelitian ini bermaksud untuk mengerti lebih jauh tentang sistem penyanggaan baut

batuan dengan cara pengikat geser (Friction Anchored Rock Bolt), seperti cara kerja,

parameter-parameter yang terlibat dalam pemilihan penggunaannya dari segi keteknikan

serta sejauh mana kapasitasnya dalam mencapai tujuan utama penyanggaan yang

diinginkan.

Hal tersebut bisa dilakukan setelah pengamatan dilakukan di lapangan dan

mengambil data-data yang dibutuhkan untuk mempelajari secara terperinci aspek-aspek

teknik yang diperhitungkan dalam metode penyanggaan ini.

D. RUMUSAN MASALAH

1. Mengetahui faktor-faktor yang mempengaruhi pemilihan suatu jenis penyangga

pada suatu tambang bawah tanah

2. Mengetahui sistem perkuatan batuan dengan menggunakan baut batuan serta

sifat-sifatnya.

3. Menentukan sejauh mana efek yang diberikan oleh pemasangan baut terhadap

tambahan kekuatan lubang bukaan dan rancangan pemakaian yang memberikan

hasil maksimum.

BAB II

ANALISIS MASALAH

A. DASAR TEORI

Tujuan utama dari suatu sistem penyanggaan batuan adalah untuk membantu

massa batuan menyangga dirinya sendiri.

Hal ini diperlukan pada saat batuan mempunyai kecenderungan untuk mengalami

keruntuhan karena perubahan tegangan dari keadaan aslinya sebagai akibat dari berbagai

macam hal, misalnya penggalian bawah tanah. Penyanggan ini ada yang bersifat

sementara maupun permanen bergantung pada maksud dan tujuan dalam penggalian

tersebut.

Baut batuan yang dipergunakan sebagai penyangga akan merupakan suatu

bagian dari masssa batuan, akan mempunyai fungsi yang lain (juga fungsi yang sama)

dari misalnya penyangga kayu atau besi baja yang tidak merupakan bagian dari massa

batuan tetapi diluar massa batuan.

Adapun alasan mengapa baut batuan telah digunakan secara meluas sebagai

penguat batuan , antara lain :

- Fleksibel, dapat dipergunakan pada bentuk geometri yang bervariasi.

- Umumnya mudah digunakan

- Relatif murah

- Pemasangannnya dapat sepenuhnya dengan mekanisasi

- Kerapatannnya (Jumlah baut batuan per skala luas) dengan mudah dapat disesuaikan

dengan kondisi batuan lokal

- Dapat dikombonasikan dengan sistem penyanggan yang lain seperti mes kawat, beton

tembok, dan selimut beton.

A.1. Jenis Baut Batuan

Jenis baut batuan dibedakan berdasarkan cara pengikatannya ada beberapa macam,

yakni:

a. Baut batuan dengan cara pengikatan mekanis

b. Baut batuan dengan cara pengikatan yang menggunakan zat kimia

c. Baut batuan dengan cara pengikatan Geser (Friction Anchored Rock Bolt)

d. Baut kabel batuan.

Yang akan dibahas dalam tulisan ini adalah jenis baut batuan dengan cara pengikatan

geser (Friction Anchored Rock Bolt).

Baut batuan dengan cara pengikatan geser merupakan baut batuan yang paling

banyak berkembang dalam teknik penguatan batuan.

Dua tipe baut batuan dengan pengikatan geser yang tersedia , yaitu “Split Set” dan

“Swellex”.

Mekanisme pengikatan baut batuan dengan “Split Set” timbul dari kekuatan geser dari

adanya pepbebanan yang mendapat batas beban maksimum dari baut batuan saat baut

batuan akan tergelincir. Baut batuan dapat mengalami perpindahan yang besar

Mekanisme dari pengikatan baut batuan dengan “Swellex” tergantung dari kekuatan

geser dan dikombinasikan dengan ikatan mekanik.Pengikatan dari “Swellex”

ditimbulkan oleh kekuatan geser pembebanan ikatan mekanikantara baut batuan dan

batuan mencegah lepasnya baut dari batuan.

a. “Split Set”

TABEL

Data Teknik Friction Anchored Rock Bolt - Split Set

Diameter Pipa 39 mm

Beban batas (Yield load) pipa “steel” 90 kN

Beban Ultimat (Ultimate Load) “steel” 110 kN

Regangan axial ultimat “Steel” 16 %

Berat baut tanpa “face plate” 1,8 kg/m

Panjang Baut 0,9 - 3 m

Diameter Lubang bor yang dianjurkan 35 - 38

mm

b. “Swellex”

TABEL

Data Teknik Friction Anchored RockBolt - Swellex

Diameter Pipa 26 mm

“Yield Load” pipa baja 130 kN

“Ultimate Load” pipa baja 130 kN

Regangan axial ultimate, pipa baja 10 %

Berat baut, tanpa “face Plate” 2 kg/m

Panjang Kabel sesuai panjang

yang dibutuhkan

Diameter lubang bor yang dianjurkan 35 ± 3 mm

Gambar 1

Split Sets

GAMBAR 2

Swellex

A.2. Perlengkapan Penunjang pada Sistem Baut Batuan

Beberapa komponen yang digunakan bersama-sama dengan baut batuan, antara

lain :

a. “Face Plate”

Sebuah “face Plate” dirancang untuk mendistribusikan beban pada kepala baut secara

merata disekitar batuan disekelilingnya. Untuk menjaga elastisitas dari sistem baut

batuan, maka pemilihan “face plate” merupakan hal yang sangat penting.

b. Mes kawat (Wire mesh)

Dua jenis wire mesh yang umumnya digunakan dengan kombinasi baut batuan yakni

“Chailink mesh” dan “Weld mesh”.

“Chailink mesh umumnya digunakan pada permukaan utnuk mencegah karyawan cedera

dan kerusakan peralatan dari lepasnya serpihan pecahan batuan.

“Weld mesh” terdiri atas kabel baj yang diatur dengan pola segi empat atau bujur

sangkar dan dipatri pada tiap titik perpotongannya. “Weld Mesh digunakan untuk

memperkuat beton tembok dan lebih kaku dari “Chailink Mesh”.

c. Beton Tembok (Shotcrete)

Beton tembok biasa dikombinasikan dengan bautbatuan dalam kondisi bawah tanah

yang luas . Pada tambang bawah tanah beton tembok makin sering digunakn untuk

memberikan dukungan pada permukaan batuan yang terdapat diantara baut batuan.

d. “Rock Straps” (tali pengikat batuan)

Biasanya dibuat dengan besi baja berukuran tebal 1/4 inci dengan lebar sekitar 4 inci

dan berbagai ukuran rock starps lainnya digunakan dimana kondisi batuan jelek dan

sering terjaadi batuan lepas pada sekitar ujung baut batuan. Untuk menghalangi

terjadinya keruntuhan jenis ini, baut batuan dapat dipergunakan bersama-sama dengan

“Steel Straps” untuk mendukung permukaaan batuan.

3. Fungsi Baut Batuan

Baut batuan dipandang sebagai suatu sistem penyangga yang mempunyai 2 misi

klasik, yaitu :

- Menyangga batuan yang potensial utnuk runtuh

- Menahan atau bahkan menghentikan perpindahan permukaan lubang batuan

Fungsi yang berhubungan dengan kedua hal ini adalah :

1. Fungsi Penahan (Suspension)

2. Fungsi Penekan

3. Fungsi Penguat (Reinforcement)

GAMBAR

FUNGSI BAUT BATUAN

4. Rancangan Sistem Penyanggan Dengan Baut batuan

Faktor-faktor yang mempengaruhi dalam pemilihan metode rancangan adalah :

Rancangan harus terus dijalankan pada periode konstruksi dengan menggunakan

hasil pemantauan

Suatu pertimbangan Faktor ekonomi dan faktor keselamatan harus dijaga pada saat

pemilihan metode penguatan batuan yang akan digunakan.

Percobaan teoritik harus diimbangi dengan pengalaman dan pertimbangan teknis.

Faktor yang mempengaruhi rancangan ini adalah :

- Tujuan dari penggalian

- Sifat dari Penyanggaan ; sementara atau permanen

- Keselamatan kerja

- Geometri penggalian

- Jalan masuk yang tersedia

- Teknik penggalian

- Batas dengan penggalian yang berdekatan

- Keadaan tegangan in situ

- Keadaan massa batuan

- Kondisi air tanah

- Kemungkinan tipe pecahnya batuan

- Tekanan penggalian yang diperlukan

- Waktu yang tersedia tanpa penyangga

- Pengalaman-pengalaman sebelumnya

Baut batuan dengan sistem pengikatan Geser tidak direkomendasikan untuk kondisi

sebagai berikut :

- Pada sistem penyanggan permanen tanpa perlindungan korosi

- Adanya gerakan geser

“Split Set” tidak direkomendasikan untuk keadaan sebagai berikut :

- Pada daerah yang sempit dan tertekan

- pada diameter lubang bor yang sulit dikontrol

- Pada batuan yang sangat terkekarkan

“Swellex” tidak direkomendasikan untuk kondisi daerah dimana ada deformasi yang

besar.

B. DATA PENDUKUNG

Yang dimaksud dengan data pendukung adalah data-data yang dapat mendukung

data-data dari lapangan guna menganalisa permasalahan yang ada untuk mencari

alternatif penyelesaian masalah.

Data pendukung dapat diambil antara lain dari data hasil pengamatan di

lapangan, laporan penelitian terdahulu dari perusahaan, brosur--brosur dari perusahaan,

data dari instansi yang terkait dan dari literatur-literatur.

C. ANALISA PENYELESAIAN MASALAH

Permasalahan yang ada di lapangan selanjutnya dipelajari dan dikaji berdasarkan

data yang ada, baik data yang dikumpulkan dari hasil penyelidikan maupun data

penunjang dan didukung berbagai teori yang menunjang permasalahan tersebut,

selanjutnya dicarikan alternatif penyelesaiannnya.

Adapun rincian dari analisa penyelesaian masalh rancangan teknis sistem penyanggan

baut batuan dengan pengikat geser adalah sebagai berikut :

1. Tahap Persiapan

Untuk dapat menentukan sistem penyanggan pada suatu lubang bukaan tambang

bawah tanah, maka perlu dipelajari tentang fungsi/tujuan dari dibuatnya lubang

bukaan tersebut, ukuran yang diinginkan, dan bagaimana bentuk lubang bukaan yang

akan dibuat serta aktivitas penggalian lain yang berdekatan dengan lubang bukaan

yang akan dibuat.

2. Tahap Penyelidikan pendahuluan

Tahap penyelidikan pendahuluan dimaksudkan untuk mendapatkan deskripsi umum

daerah yang akan diselidiki, meliputi pengambilan conto batuan dengan pemboran,

pendugaan geofisika (bila mungkin), pengukuran tekanan air, pengukuran

permeabilitas dari massa batuan dengan “Piezometer”.

3. Tahap Penyelidikan Terinci

a. Penentuan Parameter massa batuan untuk Rancangan

Parameter yang diperlukan untuk rancangan sistem penyanggaan antara lain adalah

bobot isi,modulus elastik, koefisien Poisson, kuat tekan uniaksial, kuat geser, kohesi,

sudut geser dalam, tegangan in situ dan beberapa parameter lain, seperti kedudukan

umum arah bidang kekar, data spasi bidang kekar, kondisi air tanah pada kedalaman

tertentu dan RQD untuk tiap kedalaman.

b. Penentuan Rancangan Penyangga Yang diperlukan

Penentuan Rancangan penyangga dapat dilakukan melalui analisa kemantapan

struktural, analisis empirik maupun analisis numerik. Analisa yang akan digunakan pada

tulisan ini adalah analisis empirik.Setelah semua data yang diperlukan diperoleh maka

dapat ditentukan panjang maupun jumlah baut batuan yang dibutuhkan untuk perkuatan

suatu lubang bukaan

BAB III

PENELITIAN DI LAPANGAN

A. METODOLOGI PENELITIAN

Didalam melaksanakan penelitian permasalahan ini, penulis menggabungkan antara

teori dengan data-data lapangan,sehingga dari keduanya didapat pendekatan

penyelesaian masalah. Adapun urutan pekerjaan penelitian yaitu :

1. Study literatur, brosur-brosur, laporan penelitian terdahulu dari perusahaan.

2. Pengamatan langsung di lapangan, dilakukan dengan cara peninjauan lapangan

untuk melakukan pengamatan langsung terhadap semua kegiatan di daerah yang

akan diteliti

3. Pengambilan Data, dengan pengukuran langsung di lapangan maupun penelitian di

laboratorium.

4. Akuisisi Data

a. Pengelompokan data

b. Jumlah data

c. Uji realitas

5. Pengolahan data

6. Analisis hasil Pengolahan data

7. Kesimpulan

B. JADWAL KEGIATAN PENELITIAN

No

.

Waktu Juli Agustus September

Kegiatan 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4

1 Study literatur                      

2 Orientasi lapangan                      

3 Pengambilan data                      

4 Pengolahan data                      

5 Pembuatan draft                      

C. RENCANA DAFTAR PUSTAKA

1. Bieniawski; ZT, “Rock Mechanics Design in Mining and Tunnelling” The

Pensylvania University. A. A. Balkema, Boston 1984

2. Brown E.T. “ Rock Characterization Testing and Monitoring”, ISRM Suggested

Method”, Pergamon Press, Copyright, 1981.

3. Irwandy Arif, Made Astawa Rai, “Orientasi sistem Penyanggaan Dengan Baut

Batuan (Rock Bolting0 dan Permasalahannya, Lembaga Pengabdian Masyarakat dan

Jurusan teknik Pertambangan ITB, Bandung 1992.

4. Made Astawa Rai,” Mekanika Batuan”, Laboratorium Geoteknik Pusat Antar

Universitas - Ilmu Rekayasa, Institut Teknologi Bandung, 1988

5. Stillborg B, “Professional Users Handbook for Rock Bolting”, Trans. Tech.

Publication, 1986

RENCANA DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR

RINGKASAN

DAFTAR ISI

DAFTAR GAMBAR

DAFTAR TABEL

DAFTAR LAMPIRAN

BAB

I. PENDAHULUAN

II. TINJAUAN UMUM DAERAH PENELITIAN

A. LOKASI DAN KESAMPAIAN DAERAHB. KEADAAN GEOLOGI 1. Litologi 2. Struktur GeologiC. IKLIMD. TINJAUAN SINGKAT PT. FREEPORT INDONESIA COMPANY

III. TINJAUAN TEKNIS SISTEM PENYANGGAAN DENGAN BAUT BATUAN

A. UMUM1. Faktor Pemilihan Baut Batuan Sebagai Penyangga2. Fungsi baut Batuan3. Jenis Baut Batuan4. Syarat Pengikatan dengan Baut Batuan5. Perlengkapan Penunjang

B. BAUT BATUAN DENGAN PENGIKAT GESER1. Pemilihan Baut Batuan Dengan Pengikat Geser2. Baut Batuan Pengikat Geser dengan “Split Set”3. Baut Batuan Pengikat Geser dengan “Swellex’4. Pemasangan Baut Batuan

C. PEMANTAUAN (MONITORING)

IV. SISTEM PENYANGGAAN DENGAN BAUT BATUAN PADA LUBANG BUKAAN TAMBANG BAWAH TANAH PT. FREEPORT INDONESIA

A. LOKASI PENGAMATANB. PENJANGKARAN DENGAN BAUT BATUANC. KEMAMPUAN BAUT BATUAND. PENILAIAN PENYANGGAAN BAUT BATUN DENGAN “FRICTION

ANCHORED ROCK BOLT”E. JUMLAH BAUT BATUAN YANG DIBUTUHKAN

V. PEMBAHASAN

VI. KESIMPULAN DAN SARAN

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN