ppta354-2 karakteristik batuan

7/22/2019 PPTA354-2 Karakteristik Batuan

1/97

112#2#Pemboran

PemboranPengga

lian

Pengga

lianSKSKDepartemen

DepartemenTeknik

TeknikPertmbangan

PertmbanganITBITB

22

KARAKTERISTIK BATUANKARAKTERISTIK BATUAN


2/97

222#2#Pemboran

PemboranPengga

lian

Pengga

lianSKSKDepartemen

DepartemenTeknik

TeknikPertmbangan

Pert

mbanganITBITB

KARAKTERISTIK TEKNISKARAKTERISTIK TEKNIS BATUANBATUAN

Batuan kuat membutuhkan energi pemboran dan

penggalian lebih besar daripada batuan lemah Ketidakhadiran bidang lemah akan membutuhkan energi

penggalian lebih besar untuk mendapatkan fragmentasiyang diinginkan, sedangkan adanya bidang lemah bisa

mengakibatkan masalah pada kegiatan pemboran

Batuan lunak atau plastik cenderung untuk menyerapenergi pemboran dan penggalian

Batuan ber-bobot isi tinggi membutuhkan energipemboran dan penggalian lebih besar.


3/97

332#2#Pemboran

PemboranPengga

lian

Pengga

lianSKSKDepartemen

Departe

menTeknik

TeknikPert

mbangan

Pert

mbanganITBITB

PendahuluanPendahuluan

Metode pengeboran dan penggalian ditentukan

oleh:

Karakteristik batuan utuh & massa batuan

Jenis & Kapasitas mesin gali

Jenis & karakteristik gigi gali

Sifat batuan yang berpengaruh:Sifat fisik batuan utuh

Sifat mekanik statik batuan utuh

Sifat mekanik dinamik batuan utuh

Struktur massa batuan


4/97

442#2#Pemboran

PemboranPengga

lian

Pengga

lianSKSKDepartemen

Departe

menTeknik

TeknikPert

mbangan

Pert

mbanganITBITB

VariasiVariasi StrukturStruktur BatuanBatuan


5/97

552#2#Pemboran

PemboranPengga

lian

PenggalianSKSKDeparte

men

Departe

menTeknik

TeknikPert

mbangan

Pert

mbanganITBITB

KekuatanKekuatan BatuanBatuan UtuhUtuh & Massa& Massa BatuanBatuan


6/97

662#2#Pemboran

PemboranPengga

lian


men

Departe

menTeknik

TeknikPert

mbangan

Pert

mbanganITBITB

EfekEfek SkalaSkala


7/97

772#2#Pemboran

PemboranPenggalian


men

Departe

menTeknik

TeknikPert

mbangan

Pert

mbanganITBITB

SSifatifat FisikFisik

BatuanBatuan UtuhUtuh

PenggalianPenggalian

Core CuttabilityVARI

Uji Cuttability

Pemboran, PenggalianPemboran, Penggalian

Schimazek FactorCerchar Abrasivity Index (CAI)

Abrasivitas

PenggalianKecepatan Seismik LabSifat Dinamik

PenggalianPemboran, PenggalianPenggalianPenggalianPemboran, PenggalianPemboran

PemboranPemboranPemboran

Brittleness indexPoint Load Index-PLIImpact Strength Index-ISIO&K Wedge TestHardgroove Grindability IndexBreaking Characteristic

Rock DrillabilityDrilling Rate IndexDrillability Barre Granite

IndeksKekuatanBatuan

Pemboran, PenggalianPemboran, Penggalian

Penggalian

Young's ModulusSpesifik Fraktur Energi

Toughness Index

PerilakuKonstitutif Uji

UCS

Pemboran, PenggalianPemboran, PenggalianPenggalian

Kuat Tekan UCSKuat Tarik BrazilianKuat Geser

StandardKuat Batuan

Pemboran, PenggalianPemboran, PenggalianPemboran, PenggalianPenggalianPenggalianPenggalianPenggalianPemboran, Penggalian

Kekerasan MineralogiKekerasan Mohs & RosivalKoefisien CementasiCone indenterUji Dynamic reboundShore sclerescopeSchmidt rebound hammerModified Schmidt hammer

KekerasanMaterial

Pemboran, PenggalianPemboran, PenggalianPemboran, Penggalian

Kandungan airBobot isiPorositas

Sifat Fisik

PengaruhnyaParamaterSifat batuan


8/97

882#2#Pemboran

PemboranPenggalian


men

Departe

menTeknik

TeknikPert

mbangan

PertmbanganITBITB

SSifatifat MekanikMekanik BBatuanatuan UUtuhtuh UUjiji SStandardtandard

Kuat tekan, statik dan dinamik

Kuat tarik, statik dan dinamik

Modulus Young, statik dan dinamik

Nisbah Poisson, statik dan dinamik

Kuat geser Kecepatan ultrasonik


9/97

992#2#Pemboran

P

emboranPenggalian


men

Departe

menTeknik

TeknikPertmbangan

PertmbanganITBITB

KuatKuat TTekanekan UUniaksial (UCS)niaksial (UCS)

- 101 - 2 5Sangat lunak

10 30 [2-3]25 - 50Lunak

30 60 [3-4,5]-Cukup lunak

60 120 [4,5-6]50 - 100Keras sedang

120 200 [6-7]100 - 250Keras

200 [7]250 - 700Sangat keras

Tamrock, 1988Bieniawski, 1973

UCS (MPa)

Klasifikasi

(Tamrock Surface Drilling and Blasting, 1988), Mohs Hardness [-]


10/97

10102#2#Pemboran

P

emboranPenggalian


men

Departe

menTeknik

TeknikPertmbangan

PertmbanganITBITB

KlasifikasiKlasifikasi JenisJenis AplikasiAplikasi GigiGigi GaliGali

(Durst & Vogt, 1988 & Hagan, 1990)(Durst & Vogt, 1988 & Hagan, 1990)

> 240Keras - sangat kerasButton cutter

5 - 130Lunak - kerasDisc cutter

< 124Sangat lunak - lunakDrag/point pick

< 20Sangat lunakWedge tooth

UCS (MPa)Klasifikasi Batuan UtuhAlat Gali


11/97

11112#2#P

emboran

P

emboranPenggalian


men

Departe

menTeknik

TeknikPertmbangan

PertmbanganITBITB

Energi Fraktur Spesifik UCS = Wsf = c x p

E

c

2

2

Toughness Indeks (Singh, 1983) = TI = x 100

Energi Fraktur UCS = Wf = Fp x l

Rock Toughness (Farmer, 1986) = RT=E

c

2

PersamaanPersamaan KurvaKurva TeganganTegangan ReganganRegangan


12/97

12122#2#P

emboran

P

emboranPenggalian


men

Departe

menTeknik

TeknikPertmbangan

PertmbanganITBITB

KuatKuat TarikTarik Brazilian (UTS)Brazilian (UTS)

UTS


13/97

13132#2#P

emboran

P

emboranPenggalian


men

Departe

menTeknik

TeknikPertmbangan

PertmbanganITBITB

KuatKuat TarikTarik DinamikDinamik

Kuat tarik dinamik batuan jauh lebih kecil daripada kuat

tekan statiknya.

Kuat tarik dinamik sangat penting untuk diketahui dalam

proses penggalian mekanis dan peledakan.

Tegangan tarik tangensial harus lebih besar daripadakuat tarik dinamik agar terjadi rekahan radial

Bila spalling diinginkan untuk terjadi, kuat tarik dinamik

harus lebih kecil daripada tegangan tarik radial yangdihasilkan dari pantulan pulsa tegangan tekan awal di

bidang bebas.


14/97

14142#2#P

emboran

P

emboranPenggalian


men

Departe

menTeknik

TeknikPertmbangan

PertmbanganITBITB

Klasifikasi Brittleness IndexKlasifikasi Brittleness Index

Sangat brittle15 20

Sangat brittle tak plastik12 15

Rata-rata jenis batuan8 12

Tough & plastik7 8

Sangat tough & plastik6 7

KeteranganBrittleness Index


15/97

15152#2#P

emboran

P

emboranPenggalian


men

Departe

menTeknik

TeknikPertmbangan

PertmbanganITBITB

KecepatanKecepatan UUltrasonikltrasonik

Uji (ISRM 1981) untuk mengukur cepat rambat gelombang

ultrasonik pada contoh batu sebelum uji UCS.

cepat rambat gelombang primer (VLp)

cepat rambat gelombang sekunder (VLs).

Modulus Elastik dinamik dapat dihitung.

Kemampugalian batuan ditentukan juga oleh karakteristikdinamiknya, karena perjalanan gelombang akibat benturan mata bor

dan gigi-gigi alat gali terhadap batuan merupakan gerakan dinamik.

Setiap batuan selalu memiliki rekahan awal (pre-existing cracks).

Tergantung dari proses pematangannya didalam, rekahan awal inidapat saja bertambah.

Menaiknya rekahan awal akan menurunkan kecepatan ultrasonik.


16/97

16162#2#P

emboran

P

emboranPenggalian

Pengg

alianSKSKDeparte

men

Departe

menTeknik

TeknikPertmbangan

PertmbanganITBITB

KecKec.. RambatRambat Gel.Gel. UltrasonikUltrasonik

Kecepatan rambat gelombang tekan

Kecepatan rambat gelombang geser

Modulus Young dinamik

Modulus geser dinamik

Nisbah Poisson dinamik


17/97

17172#2#P

emboran

P

emboranPenggalian

Pengg

alianSKSKDeparte

men

Departe

menTeknik

TeknikPertmbangan

PertmbanganITBITB

ParameterParameter DinamikDinamik

Modulus Geser: G = .vs2

= massa per satuan volume

=2

p

s

2

p

s

V

V

12

VV21

vNisbah Possion:

Modulus Young Dinamik: E = 2 (1+) G

Konstanta Lame: = (vp2 2 vs

2)

Modulus Ruah: K = (/3) (3vp2

4 vs2

)


18/97

18182#2#P

emboran

P

emboranPengg

alian

Pengg

alianSKSKDeparte

men

Departe

menTeknik

TeknikPertmbangan

PertmbanganITBITB

SSifatifat MekanikMekanik BatuanBatuan UtuhUtuh MenurutMenurut

UjiUji IndeksIndeks

Point Load Index (aksial & diametrikal) - ISRM, 1985

Breaking Characteristic

Rock Drillability

Drilling Rate Index

Drillability Barre Granite Cutting Resistance Wedge Test (FA & FL) - O & K

Voest Alpine Rock Cuttability Index (VA-RCI)

Core Cuttability (Roxborough, 1981)

Impact Strength Index


19/97

19192#2#P

emboran

P

emboranPengg

alian

Pengg

alianSKSKDeparte

men

Departe

menTeknik

TeknikPertmbangan

Per

tmbanganITBITB

Point Load Index (PLI)Point Load Index (PLI)

Uji PLI dilakukan untuk mengetahui kekuatan (strength) contoh batu

secara tidak langsung di lapangan

Bentuk contoh batu: silinder atau tidak beraturan.

Peralatan yang digunakan mudah dibawa-bawa, tidak begitu besar

dan cukup ringan sehingga dapat dengan cepat diketahui kekuatanbatuan di lapangan, sebelum dilakukan pengujian di laboratorium.

Contoh yang disarankan untuk pengujian ini berbentuk silinder

dengan diameter = 50 mm (NX = 54 mm).

Fracture Index dipakai sebagai ukuran karakteristik diskontinuitFracture Index dipakai sebagai ukuran karakteristik diskontinuiti dani dandidefinisikan sebagai jarak ratadidefinisikan sebagai jarak rata--rata fraktur dalam sepanjang bor intirata fraktur dalam sepanjang bor inti

atau massa batuanatau massa batuan


20/97

20202#2#P

emboran

P

emboranPengg

alian

Pengg

alianSKSKDeparte

men

Departe

menTeknik

TeknikPer

tmbangan

Per

tmbanganITBITB

TipeTipe && SyaratSyarat ContohContoh BatuanBatuan

UjiUji PLIPLI(ISRM, 1985)(ISRM, 1985)

L

P

D

W

L > 0,7D

a. Uji Diametrikal

D

D/W = 1.1 0.05

b. Uji Aksial

D

L

W1

W2

D/ W =1.0 1.4

W = (W1+W2)/2

L > 0,5DP

P

P

PP


21/97

21212#2#P

emboran

P

emboranPengg

alian

Pengg

alianSKSKDeparte

men

DepartemenTeknik

TeknikPer

tmbangan

Per

tmbanganITBITB

Breaking CharacteristicsBreaking Characteristics

Breaking characteristic menggambarkan sifat batuan

sebagai reaksi apabila dipukul dengan palu.

Setiap jenis batuan mempunyai sifat khusus dan derajat

kerusakan yang berhubungan dengan tekstur, komposisi

mineral, dan strukturnya.

Breaking characteristic berbagai batuan dinyatakan

sebagai The Los Angeles Co-Efficient (ukuran relatif

untuk menentukan tahanan batuan terhadap

penghancuran).


22/97

22222#2#P

emboran

P

emboranPengg

alian

Pengg

alianSKSKDeparte

men

DepartemenTeknik

TeknikPer

tmbangan

Per

tmbanganITBITB

Rock DrillabilityRock Drillability

Rock drillability adalah kecepatan penetrasi (penembusan) mata-bor kedalam batuan & merupakan fungsi dari beberapa sifat batuan: Kekuatan batuan utuh

mineralogi abrasivitas kekerapan kekar

Ukuran butir tekstur

derajat pelapukan, dan lain sebagainya.

Beberapa metoda empirik telah dikembangkan untuk memperkirakan unjukkerja pengeboran dalam macam-macam batuan.

Indeks khusus untuk rock drillability antara lain: Drilling Rate Index (DRI) atau indeks laju pengeboran

Bit wear index (BWI)

Klasifikasi jenis batuan berdasarkan drillability dari Barre granite Moh's test Klasifikasi Protodyakonov

BWI & DRI saling berbanding terbalik. Jika batuan mempunyai BWI rendah

maka DRI-nya tinggi


23/97

23232#2#P

emboran

P

emboranPengg

alian

Pengg

alianSKSKDepartemen

DepartemenTeknik

TeknikPer

tmbangan

Per

tmbanganITBITB

Drilling Rate IndexDrilling Rate Index (DRI)(DRI)

DRI bukan merupakan petunjuk langsung kecepatan pengeboran

tetapi merupakan ukuran relatif dari kecepatan pengeboran.

DRI ditentukan berdasarkan dua parameter:

Harga kerapuhan S20 (friability value S20)

Harga Sievers J (SJ value)


24/97

24242#2#P

emboran

P

emboranPengg

alian

Pengg

alianSKSKDepartemen

DepartemenTeknik

TeknikPer

tmbangan

Per

tmbanganITBITB

Drilling Rate IndexDrilling Rate Index

SJ diperoleh dari miniature drill test:

Mata bor (diameter sekitar 10 mm) diputar 200 kali

SJ = rata-rata kedalaman dari 4-8 kali pengeboran dandinyatakan dalam 0.1 mm

Dengan menggunakan S20 dan SJ, DRI dapat ditentukan

Ditentukan berdasarkan:

Harga kerapuhan S20 Harga saringan J (SJ)

S20 diukur dari brittleness test:

Beban 14 kg dijatuhkan berulang-ulang (20 kali) dari ketinggian25 cm terhadap contoh seberat 0,5 kg.

S20 = Prosentase undersizesaringan 11,2 mm


25/97

25252#2#P

emboran

P

emboranPengg

alian

Pengg

alianSKSKDepartemen

DepartemenTeknik

TeknikPer

tmbangan

Per

tmbanganITBITB

PenentuanPenentuan

SS2020 dandan SJSJ


26/97

26262#2#P

emboran

P

emboranPengg

alian

Pengg

alianSKSKDepartemen

DepartemenTeknik

TeknikPer

tmbangan

Per

tmbanganITBITB

Penentuan Drilling Rate IndexPenentuan Drilling Rate Index

3Sangat rendah114Sangat tinggi

13Rendah sekali86Tinggi sekali

23Rendah65Tinggi

33Medium49Medium

43Tinggi37Rendah

53Tinggi sekali28Rendah sekali

63Sangat tinggi21Sangat rendah

Bit Wear Index, BWIDrilling Rate Index,DRI

Classification of Drilling Rate Index and Bit Wear Indexfor rock formations with quartz content of 10-40%


27/97

27272#2#P

emboran

P

emboranPengg

alian

Pengg

alianSKSKDepartemen

DepartemenTeknik

TeknikPer

tmbangan

Per

tmbanganITBITB

Kecepatan pemboran relatif dalam barre graniteditetapkan

mempunyai harga 1,00 dan drillabilitydari bermacam-macam

batuan dapat diperoleh dengan mengalikan kecepatan pengeboran

dalam barre granitedengan faktor drillability yang tercantum dalamtabel.

Kecepatan pengeboran dalam barre granite90 cm/menit, faktor

drillabilitydari batuan gamping di Tulsa = 1,2, maka kecepatan

pengeboran dalam batuan gamping Tulsa adalah 108 cm/menit.

KlasifikasiKlasifikasi BBatuanatuan MMenurutenurut

Drillability Barre GraniteDrillability Barre Granite


28/97

28282#2#P

emboran

P

emboranPengg

alian

Pengg

alianSKSKDepartemen

DepartemenTeknik

TeknikPer

tmbangan

PertmbanganITBITB

RumusRumus KKombinasiombinasi KKecepatanecepatan PPengeboranengeboran DDalamalam

BBarrearre GGraniteranite

N = 31 P/d1,4

Keterangan: N = kecepatan pengeboran netto dalam "barre granite"

(m/menit) P = rock drill(kinetic) out put power(KW)

D = diameter lubang (mm)

Contoh:Rock drill H L 538

Kinetic out put power = 15,5 KWDiameter lubang = 89 mmKecepatan pengeboran netto = 0,87 m/menit


29/97

29292#2#P

emboran

P

emboranPengg

alian

Pengg

alianSKSKDepartemen

DepartemenTeknik

TeknikPer

tmbangan

PertmbanganITBITB

Drilling Rate IndexDrilling Rate Index

10 20 30 40 50 60 70 80 90

Drilling Rate Index

GRANITE GNEISSANORTHOSITE

AMPHIBOLITE

MICA GNEISS

MARBLELIMESTONEQUARTZITE

PHYLITEDIABASE

PEGMATITESANDSTONE

DIORITE

SLATE SHALEGABBRO

MONTSONITE

NORITEGREYWACKE

MICA SCHISTGNESIS GRANITE

GNESIS

GRANITETACONITE


30/97

30302#2#P

emboran

P

emboranPengg

alian

Pengg

alianSKSKDepartemen

DepartemenTeknik

TeknikPertmbangan

PertmbanganITBITB

Drillability FactorDrillability Factor BBatuanatuan

1,79Davenport, Iowa, USALimestone

1,77Portsmouth, N.H. USALimestone1,22Saratoga, N.Y. USALimestone

0,84Kirkland Lake, Ontario, CanadaTaconite1,19Tulsa, Ok. USALimestone

1,00Sarajevo, YugoslaviaSiderite0,94Bellefonte, Pa. USALimestone

0,90Sarajevo, YugoslaviaSiderite0,89Buffalo, N.Y. USALimestone

0,89Sufferen, N.Y. USASiderite0,89Millerville, Va. USALimestone

2,00Scranton, Pa. USAShale0,78Washington, USALimestone

0,75Michel, B.C., CanadaShale1,50Sarajevo, YugoslaviaHermanite red

0,60Hanover, Pa. USASandy dolomite0,89Vancouver, B.C. CanadaGranite gneiss

0,75Michel, B.C. CanadaSandstone0,67Lamburg, NJ. USAGranite gneiss

0,60Kirkland Lake, Ontario, CanadaRhyolite1,10California, USAGranite

0,78New ZealandQuartzite1,05Newark, NJ. USAGranite

0,72CanadaQuartzite0,78Snettlesham Dam, Alaska, USAGranite

0,56Minessota, USAQuartzite0,67Westchester, NJ. USAGranite

0,33CanadaQuartzite0,75Denver, Colorado, USAFelsite

0,89Murdockville, Quebec, CanadaPorphyry1,70Hanover, Pa. USADolomite

0,82Denver, Colorado, USAPorphyry0,34Oregon, USADiorite

0,67Vancouver, B.C. CanadaPegmatite0,78New GuineaChalco-pyrite

0,59Kirkland Lake, Ontario, CanadaMagnesite0,89Hanover, Pa. USACalcite

0,56Kiruna, SwedenMagnesite0,56New York, USABasalt

0,55CanadaMagnesite1,00Barre, Vermont, USABarre granite

0,67Kiruna, SwedenMagnesite0,89Soina, SwedenBanded gneiss

0,94Vienna, AustriaMagnesite1,27Messy Rock, Washington, USAAndesit

DFAsal BatuanJenis BatuanDFAsal BatuanJenis Batuan


31/97

31312#2#P

emboran

P

emboranPengg

alian

Pengg

alianSKSKDepartemen

DepartemenTeknik

TeknikPertmbangan

PertmbanganITBITB

O&K Wedge TestO&K Wedge Test

Uji wedge ini mulanya dikembangkan oleh Oreinstein dan Koppel

(O&K) dari Lbeck, Jerman (Rasper, 1975) untuk menentukan

tahanan gali (digging resistance) batuan keras dan kompak

Untuk analisa kemampugalian BWE dengan gigi tipe pahat pipih

(wedge) & gigi tipe point pick menggunakan PLI

Uji ini dipublikasikan dalam O&K Publication Soil testing equipment

operating instructions No. 834 601-12.

Prosedur ideal penentuan kemampugalian (diggability) suatu batuan

dengan BWE adalah dengan melakukan pengujian insitu dengan

BWE-nya di lapangan

C h b d


32/97

32322#2#P

emboran

PemboranPengg

alian

Pengg

alianSKSKDepartemen

Depart

emenTeknik

TeknikPertmbangan

PertmbanganITBITB

Wedge TestWedge Test Contoh batuan 15 cm x 15 cm x 15 cm dan

ditekan oleh baji hingga belah.

FL = FA =

FL = Tahanan gali per unit panjang, kN m-1.

FA = Tahanan gali per unit luas, kN m-2 = kPa.F = Beban belah, N.

L = Panjang total bagian yang terbelah, m.A = Luas total bagian yang terbelah, m2.

L

F

A

F

C


33/97

33332#2#P

emboran

PemboranPengg

alian

Pengg

alianSKSKDepartemen

Depart

emenTeknik

TeknikPertmbangan

PertmbanganITBITB

VoestVoest--Alpine Rock Cuttability IndexAlpine Rock Cuttability Index

VAVA--RCIRCI VA-RCI dikembangkan di Zeltweg, Austria

(Gehring, 1982)

Untuk analisa kinerja road header dan tunnel

boring machine.

Contoh batuan min 7 cm & di semen moulded

10x10x10 cm lalu dipotong jadi 2 contoh

10x10x5 cm.

Pengujiannya menggunakan pin besi-baja

bulat yang ujungnya dipasang tungstencarbide yang dipasang pada mesin gurdi.

Pin dijepit mesin bor & ditempelkan di atas

contoh dengan 764 rpm (radius = 25 mm), 5

detik dan beban statik 200 N.

Kedalaman parit diukur 4 sisi siku dengan

ketelitian 0.1 mm.

VA-RCI dihitung dari kedalaman rata-rata dari

empat pengukuran.


34/97

34342#2#Pemboran

PemboranPengg

alian

Pengg

alianSKSKDepart

emen

Depart

emenTeknik

TeknikPertmbangan

PertmbanganITBITB

Uji Core CuttabilityUji Core Cuttability

Prosedur uji core cuttability menurut Roxborough (1987)

Uji ini mencari Energi Spesifik suatu contoh batuan

ES menghitung gaya potong & gaya normal rata-rata yang diperlukan

oleh sebuah pick memotong parit sepanjang tertentu pada sebuah

contoh batu berbentuk silinder

Gaya potong memberikan tegangan transient pick saat memotong,

gaya normal adalah gaya yang harus dibangkitkan oleh sebuah mesin

saat mempertahankan kedalaman pemotongannya

Gaya potong adalah satu dari gaya-gaya ortogonal yang bekerja pada

pick saat memotong batu.


35/97

35352#2#Pemboran

PemboranPengg

alian

Pengg

alianSKSKDepart

emen

Depart

emenTeknik

TeknikPertmbangan

PertmbanganITBITB

W = 12.7 mm, d = 5 mm, l = 25 cm Contoh

diputar sebesar 180o agar diperoleh

pemotongan ulang yang sama dan sejajar.

Lakukan 4 kali pemotongan dan total panjang

pemotongan menjadi 1 m

Pick chisel w = 12.7 mm, FRA 0o, BCA 5o.

Tungsten carbide kualitas standard, grain

nominal 3 - 3.5 mm, cobalt 9 - 10%.


36/97

36362#2#Pemboran

PemboranPengg

alian

Pengg

alianSKSKDepart

emen

Depart

emenTeknik

TeknikPertmbangan

PertmbanganITBITB

TipikalTipikal GGayaaya PPotongotong && EEnerginergi PPotongotong BBatuanatuan


37/97

37372#2#Pemboran

PemboranPengg

alian

PenggalianSKSKDepart

emen

Depart

emenTeknik

TeknikPertmbangan

PertmbanganITBITB

GGayaaya PPotongotong && EEnerginergi PPotongotong BBatuanatuan PasirPasir

Grafik FLCTerhadap Distance (DOC = 7 mm)

0.00

0.50

1.00

1.50

2.00

0 2 4 6 8 10 12 14 16

Distance (cm)

FC(

kN

)

Data


38/97

38382#2#Pemboran

PemboranPenggalian


emen

DepartemenTeknik

TeknikPertmbangan

PertmbanganITBITB

AplikasiAplikasi RRoadheadersoadheaders SebagaiSebagai FungsiFungsi KKekarekar

&& Energi Spesifik (McFeatEnergi Spesifik (McFeat--Smith, 1978)Smith, 1978)

Mesin sangat cocok dengan kondisi batuan ini. Kemajuan gali tinggi. Mudstonespada batas minimum lebih baik digaru, dan laju gali tinggi.

5 MJ/m38 MJ/m3

Kinerja sedang - baik dengan keausan rendah. Pick diganti regular untuk batuanabrasiv.

8 MJ/m317 MJ/m3

Kinerja penggalian sedang. Untuk batuan abrasive perlu sering periksa pick,karena pick tajam akan memperbaiki kinerja.

12 MJ/m320 MJ/m3

Kinerja penggalian buruk. Pergantian pick aus secara regular akan membantu

kebutuhan energi gali & me-ngurangi bagian aus. Lebih baik pakai point attackpick dengan kecepatan rendah dan besi sangga samping akan memperbaikistabilitas.

15 MJ/m325 MJ/m3

Mesin hanya dapat memotong batuan ini secara ekonomis bila berbentukperlapisan setebal kurang dari 0.3 m. Modifikasi mungkin diperlukan.

20 MJ/m332 MJ/m3

MesinMedium

MesinBerat

Kinerja umum penggalian (Mc Feat-Smith, 1978)

Batas mak SE Lab.


39/97

39392#2#Pemboran

PemboranPenggalian


emen

DepartemenTeknik

TeknikPertmbangan

Pe

rtmbanganITBITB

Impact Strength IndexImpact Strength Index (ISI)(ISI)

ISI (Evans &Pomeroy, 1966) &uji Protodyakonov

adalah sejenis. Uji ISI menggunakan

peralatan khusus

Contoh batu:

ukuran 0.95 - 0. 32

cm berat 100 gram

dipukul denganpiston sebanyak 20kali

sisa batuanberukuran semuladitimbang dansama dengan ISI


40/97

40402#2#Pemboran

PemboranPenggalian

PenggalianSKSKDepartemen

DepartemenTeknik

TeknikPertmbangan

Pe

rtmbanganITBITB

Hubungan UCSHubungan UCS && PLIPLI

)50s(

)50s(c

I003,003,0

I

+= batuan metamorfTsidzi (1990)

dolostone, batu pasir, batu gamping

batuan sedimen, batuan metamorf

batuan beku, batuan sedimen, batuan metamorf

c = 16,51s(50) + 51

c = 23Is(54) +13

c = 8,41Is(50) + 9,51

Gunsallus & Kulhawy (1984)

Cargill & Shakoor (1990)

Kahraman (2001)

batu pasir dan shale

-

shale

batu pasir

batu pasir dan batu lempung

c = 18,7Is(50)

c = 12,5Is(50)

c = 17,4Is(50)

c = 11,82Is(50)

Singh (1981)

Vallejo et al. (1989)

shale

batu pasir

Kramadibrata (1992)

batu pasir

batuan beku, batuan sedimen

-

c = 24Is(50)

c = 23Is(50)

c = 22Is(50)

Broch & Franklin (1972)

Bieniawski (1975)

Brook (1985)

Tipe BatuanPersamaanReferensi


41/97

41412#2#Pemboran

PemboranPenggalian


DepartemenTeknik

TeknikPe

rtmbangan

Pe

rtmbanganITBITB

Block Punch Index (BPI)Block Punch Index (BPI)

Salah satu alternatif uji indeks yang relatif baru untuk memperkirakan nilai kuat tekan dari

batuan & berguna untuk batuan berfoliasi tipis sehingga sulit untuk mendapatkan contoh

representatif untuk UCS & PLI sekalipun.

Uji BPI dilakukan untuk mengetahui kuat geser secara langsung dari contoh batuan yang

berbentuk silinder tipis.

Diperoleh gaya dikenakan pada contoh batuan menggunakan punchberbentuk empat

persegi. Keruntuhan yang terjadi disebabkan oleh pecahnya contoh batuan karena

ketidakmampuan contoh batu untuk menahan kuat geser, sedangkan kuat tariknya

dieliminir dengan alat penjepit block punch.

BPI = Block Punch Index(MPa) F = Beban runtuh (N) r = Jari-jari contoh (mm)

A = Luas bagian runtuh (mm2) K = Lebar BPI = 15 mm t = tebal contoh (mm)

5,02

2

2

Krt4

FBPI

=


42/97

42422#2#Pemboran

PemboranPenggalian


DepartemenTeknik

TeknikPe

rtmbangan

Pe

rtmbanganITBITB

Block Punch Index (BPI)Block Punch Index (BPI)

H b UCS Bl k P h I d (BPI)


43/97

43432#2#Pemboran

PemboranPenggalian


DepartemenTeknik

TeknikPe

rtmbangan

Pe

rtmbanganITBITB

HubunganHubungan UCS & Block Punch Index (BPI)UCS & Block Punch Index (BPI)

Schrier (1988) BPI adalah uji indeks dan bukan untuk mengukur kuat geser

batuan karena kemungkinan dipengaruhi oleh tegangan bending(Everling,

1964).

Uji BPI ekuivalen dengan uji indeks lainnya untuk menduga UCS, & tingkat

akurasinya yang lebih baikdaripada uji PLI.

Rivai (2001): hubungan UCS & BPI dapat dilakukan untuk batuan lunak karena

penekanan yang terjadi pada uji BPI menyangkut suatu luas yang lebih besar

dari pointsehingga akan memberikan efek geser.



batu pasir, batu lempung, batu lanau, batu andesit

c= 6,1BPI 3,3

c = 5,5BPIc

c = 7,13BPIc

Schrier (1988)

Ulusay & Gokceoglu (1998)

Rivai (2001)



44/97

44442#2#Pemboran

PemboranPenggalian


DepartemenTeknik

TeknikPe

rtmbangan

Pe

rtmbanganITBITB

Hubungan UCS & Impact Strength Index (ISI)Hubungan UCS & Impact Strength Index (ISI)

Uji ISIsudah tidak direkomendasikan lagi oleh ISRM 1986 Commision

on Testing Methods Groups on Test For Drilling and Boring, sehinggaperkembangan penelitian untuk mengembangkan kegunaannya, baik

untuk memprediksi nilai UCS maupun manfaat lainnya, menjadi kecil.

Kahraman (2001), data hasil uji ISI relatif konsisten daripada UCS dan ujiindeks lainnya.

batuan beku, batuan sedimen, batuan metamorfc = 410-10ISI5,87Kahraman (2001)

batuan sedimenc = 0,095ISI 3,667Goktan (1988)

c* = 53ISI 2509Hobbs (1964)


KlasifikasiKlasifikasi PenggalianPenggalian ProtodyakonovProtodyakonov


45/97

45452#2#

Pemboran

PemboranPenggalian


DepartemenTeknik

TeknikPe

rtmbangan

Pe

rtmbanganITBITB

KlasifikasiKlasifikasi PenggalianPenggalian ProtodyakonovProtodyakonov

(Durst & Vogt, 1988)(Durst & Vogt, 1988)

--Mud, muddy loessTanah lumpurX

-0.5Sand, dumped soils, soft brown coalTanah lepasIX

-0.6Top soil, peat loam, sandTanahVIII

-0.8Gritty clay, coarse clay, loessBatu lunakVIIa

101Hard clay, soft fossil coal, clayey soil, hard

brown coal

Batu lunakVII

1515Gravel soil, broken salte, hard fossil coal,hardened clay

Relatif batu luakVIa

202Soft clay, v. soft sand-stone, chalk, fine sand,anthracite, cemented pebble sandstones

Relatif batu luakVI

404Hard clay slate, soft-sand stone & limestoneBatu keras mediumV

606Normal sandstone, iron oreRelatif batu kerasIV

10010Granite, hard sandstone, iron oreBatu kerasIII

15015Porphyritic, quartz, graniteBatu sangat kerasII

20020Solid & tough quartz &basaltBatu paling kerasI

UCSMPa

ISIMPa

Tipe tanah / batuanKekuatan materialKelas

S h idt HS h idt H Ada 2 tipe untuk batu dan beton: L & N. Energi impak (EI)


46/97

46462#2#

Pemboran

PemboranPenggalian


DepartemenTeknik

TeknikPe

rtmbangan

Pe

rtmbanganITBITB

Schmidt HammerSchmidt Hammertipe L = 0,735 J = 1/3 EI tipe N & dimensinya juga lebihbesar.

Tipe L untuk uji contoh batuan silinder & tipe N untuk contoh

batuan besar; blok batuan / langsung pada massa batuan.

Terdiri dari piston yang dikombinasikan dengan per. Piston

secara otomatis terlepas dan menumbuk permukaan kontak

dengan batuan ketika hammer ditekan ke arah permukaan

batuan. Piston tersebut akan segera memantul kembali ke

arah dalam hammer. Jarak pantul piston yang terbaca pada

indikator dinyatakan sebagai nilai pantul Schmidt Hammer.

Nilai pantul Schmidt Hammer = rata-rata 10 pengujian. Jarak

pantulan ini merupakan fungsi dari jumlah energi impak

yang hilang akibat deformasi plastik dan failure dari batu di

tempat terjadinya impak.

Nilai pantul fungsi orientasi dari hammer. Pengujian dengan

menekan hammer relatif ke arah bawah menghasilkan nilai

pantul < daripada menekan hammer ke arah atas. Gaya

gravitasi akan menghambat pantulan piston pada saat

hammer ditekan ke arah bawah sebab arah pantul dari

piston berlawanan arah dengan gaya gravitasi.

Perlu dikalibrasi dengan melakukan 10x pembacaan pada

anvil standar.

1. Contoh batuan

2. Impact plunger3. Indikator angka pantul

H b UCS & S h idt HH b ngan UCS & Schmidt Hammer


47/97

47472#2#

Pemboran

PemboranPenggalian


DepartemenTeknik

TeknikPe

rtmbangan

Pe

rtmbanganITBITB

Hubungan UCS & Schmidt HammerHubungan UCS & Schmidt Hammer

Hubungan tsb memperlihatkan kecenderungan

penggunaan bobot isi sebagai variabel tambahan pada

hampir semua persamaan korelasi antara UCS dan

Schmidt Hammer

L-

L

L

L

N

1. -2. -

3. -

4. batu bara

5. sedimen, metamorf

6. tiga jenis batuan

1. c = 6,9 10(0,16+0,0087Rn)

2. c = 0,477e(0,045Rn+)

3. c = 12,74e(0,0185Rn)

4. c = 0.094Rn 0,383

5.1. c = e(0,043Rnd + 1,2)

5.2. c = e(0.018Rnd + 2,9)

6. c = 6,97e(0,014Rn

1. Deere & Miller, 19662. Kidybinski, 1968

3. Beverly et al., 1979

4. Haramy & DeMarco, 1985

5. Cargill & Shakoor, 1990

5.1. batu pasir

5.2. karbonat

6. Kahraman, 2001

TipeHammer


H b UCS K Ul ik VH b UCS & K Ul ik V


48/97

48482#2#

Pemboran

PemboranPenggalian

Peng

galianSKSKDepartemen

DepartemenTeknik

TeknikPe

rtmbangan

Pe

rtmbanganITBITB

Hubungan UCS & Kecepatan Ultrasonik VpHubungan UCS & Kecepatan Ultrasonik Vp

Vp untuk pemilihan alat gali dan penentuan keberadaan kekar

Hubungan UCS & Vp sulit ditentukan tanpa memperhitungkan faktor-faktor di dalam batuan.

Faktor-faktor: beban pada contoh saat pengujian, porositas, pre-existingcrack, bobot isi, kandungan air, ukuran butir & komposisi mineral.

Kahraman (2001) hubungan non-linear antara c dan Vp denganmenggunakan variasi contoh batuan daripada penelitiannya Goktan &

Wade et al. sehingga lebih andal utk prediksi UCS daripada Vp.

batuan sedimen

-


c = 0,036vp* - 31,18

c = 0,055vp* - 91,44

c = 9,95vp1,21

Goktan (1988)

Wade et al. (1993)

Kahraman (2001)


vp

* = Kecepatan gelombang tekan (m/det) vp

= Kecepatan gelombang tekan (km/det)

AAbrasivitasbrasivitas


49/97

49492#2#

Pemboran

PemboranPeng

galian

Peng


Depar

temenTeknik

TeknikPe

rtmbangan

Pe

rtmbanganITBITB

AAbrasivitasbrasivitas

Suatu parameter yang mempengaruhi keausan (umur) mata bor (drillbit) atau batang bor (drill steel).

Tergantung pada komposisi batuan, sehingga keausan mata bor

sebanding dengan komposisi batuan tersebut. Kandungan kuarsa dalam batuan dianggap sebagai petunjuk untukmengukur keausan batang bor.

Kerusakan pick atau gigi gali sangat dipengaruhi abrasivitas batuanyang digali.

Uji abrasivitas untuk menduga jumlah keausan pick bila kontakdengan batuan. Cerchar Abrasivity Index untuk menduga abrasivitas batuan beku &

metamorf

Schimazek Factor (Gehring 1992) untuk menduga abrasivitas batuan

sedimen

Cerchar Abrasivity IndexCerchar Abrasivity Index CAICAI


50/97

50502#2#

Pemboran

PemboranPeng

galian

Peng


Depar

temenTeknik

TeknikPe

rtmbangan

Pe

rtmbanganITBITB

Cerchar Abrasivity IndexCerchar Abrasivity Index CAICAI

CAI ditentukan dengan menggoreskan sebuah pinbesi-baja yang sudah diperkeras ke-permuka batuansegar.

Pin: kuat tarik 200 kg/mm2, Rockwell hardness 54 56, dibentuk konus = 90dan tajam oleh mesinbubut.

Valantine (1973): selama satu detik pin dibawahbeban statik 7 kg digoreskan ke permukaan batuansegar sepanjang 1 cm.

CAI = pin yang sudah rusak akibat goresan diukurdibawah mikroskop dengan satuan 1/10 mm

W

1cm

Miring

LengkungBergelombang

Rata

HasilHasil PPengukuranengukuran LLebarebar RRusakusak UUjungjung PPinin


51/97

51512#2#

Pemboran

PemboranPeng

galian

Peng

galianSKSKDepar

temen

Depar

temenTeknik

TeknikPe

rtmbangan

Pe

rtmbanganITBITB

didi BBatuatu PPasirasir

309-274-190-26020110-302-176-28810

189-246-100-37619440-559-653-5719

173-206-225-19718443-340-444-4378

173-206-225-19717663-475-551-4047

297-308-279-29716501-781-469-7486

386-311-246-38415167-237-200-2625

134-181-150-29514254-262-244-3364

255-528-213-54813176-181-175-1883

382-313-404-30312284-203-279-2852

661-475-551-40411173-349-115-2801

W mmNoW mmNo

SchimazekSchimazek AAbrasivitybrasivity FFactoractor


52/97

52522#2#

Pemboran

PemboranPeng

galian

Peng

galianSKSKDepar

temen

Depar

temenTeknik

TeknikPe

rtmbangan

Pe

rtmbanganITBITB

SchimazekSchimazek AAbrasivitybrasivity FFactoractor

Abrasivitas menurut Schimazek F sering digunakan untukbatuan sedimen dan hitungannya memakai persamaanberikut:

F = (N/mm)

t = Kuat tarik tak langsung (MPa)

d = Ukuran butir kuarsa atau mineral keras rata-rata yang

diidentifikasi pada analisa sayatan tipis (mm) V = Kandungan volume mineral keras relatif terhadap

kuarsa (kuarsa identik dengan satu pada skala Rosival)

100

dV t

Penentuan Schimazek FPenentuan Schimazek F BBatuanatuan GGampingamping


53/97

53532#2#

Pemboran

PemboranPeng

galian

Peng

galianSKSKDepar

temen

Depar

temenTeknik

TeknikPe

rtmbangan

Pe

rtmbanganITBITB

Penentuan Schimazek FPenentuan Schimazek F BBatuanatuan GGampingamping

71.9TotalUkuran butir rata2 kuarsa dari sayatan tipis = 0.16 mm, t = 10.2 MPa

1.50.53-5105-55-5-Mat. Volkanik

1.5041055-5-55-5Mat. Organik.

0.090.033-5-55-5--10Karbonat

0.440.041120-105101510201010Lempung

1.20.34--55105-10-5Hard silica

2.70.38.5151055105155105Feldspar

661.06655756575607060607565Quartz

%Volume

SkalaRosival

Ratarata

%%%%%%%%%%Mineral

. 100dV t

100

71.9x0.16x10.2F = = = 1.17

801205 2470 65QuartzMudstone

KekerasanRosivalKekerasanMoh%MineralBatuan


54/97

54542#2#

Pemboran

PemboranPeng

galian

Peng

galianSKSKDepar

temen

Depar

temenTeknik

TeknikPe

rtmbangan

Pe

rtmbanganITBITB

CAI &CAI &

FF SchimazekSchimazek

42.50.01Chlorite

205.50.01Magnetite

205.50.03Hornblende

42.50.05Biotite

12070.30Quartz57376.2560.60FeldsparGranite

12070.02Quartz

74.53.0830.98ClaciteLimestone

42.50.03Mica, clay, iron hydroxide

1171206.8770.97QuartzSandstone

41.50.24Mica, clay, plagiclase

4.530.11Calcite

801205.2470.65QuartzMudstone

Paling abrasiv> 4.0

Abrasiv sekali2.5 - 4.0

Sangat abrasiv1.0 - 2.5

Abrasiv0.5 - 1.0Paling abrasiv> 4.0

Cukup abrasiv0.1 - 0.5Sangat abrasiv2.0 - 4.0

Abrasiv sedang0.05 - 0.1Medium abrasiv-abrasiv1.0 - 2.0

Abrasiv kecil0.01 - 0.05Agak abrasiv0.5 - 1.0

Tidak abrasiv< 0.01Abrasiv kecil0.3 - 0.5

DeskripsiSchimazek FDeskripsiCAI

Schimazek AbrasivitasSchimazek Abrasivitas


55/97

55552#2#

Pemboran

PemboranPeng

galian

Peng

galianSKSKDepar

temen

Depar

temenTeknik

TeknikPe

rtmbangan

Pe

rtmbanganITBITB

Schimazek AbrasivitasSchimazek Abrasivitas

Laju keausan akibat abrasiv = kehilangan berat pick dan akan naik sesuai

dengan pangkat dua kandungan kuarsanya.

Batu pasir butir kasar dapat menyebabkan keausan pick 50 x lebih besar

daripada batu pasir butir halus.

Gehring (1992-b): kuarsa butir < 0.025 mm tidak berpengaruh terhadap

abrasivitas.

Roxborough & Phillips (1981) kandungan kuarsa 60% sangat

berpengaruh terhadap keausan pick.

Laju keausan meningkat signifikan pada besi daripada tungsten carbide,

karena kekerasan kedua material tersebut berbeda.

besi = 7.8 gr/cc dan tungsten carbide = 14.0 gr/cc, keausan besi = 4 x lebihcepat daripada tungsten carbide.


56/97

56562#2#

Pemboran

PemboranPeng

galian

Peng

galianSKSKDepar

temen

Depar

temenTeknik

TeknikPe

rtmbangan

Pe

rtmbanganITBITB

1008060402000

1

2

3

4

5

6

Kandungan Kuarsa - Vol. %

Pick tungsten carbide(batuan sedimen)

KandunganKandungan KKwarsawarsa PPadaada BBerbagaierbagai BBatuanatuan


57/97

57572#2#

Pemboran

PemboranPeng

galian

Peng

galianSKSKDepar

temen

Depar

temenTeknik

TeknikPe

rtmbangan

PertmbanganITBITB

KandunganKandungan KKwarsawarsa PPadaada BBerbagaierbagai BBatuanatuan

0 - 10Taconite0,00Marble

0 - 20Shale0 - 5Limestone

10 35Slate10 - 25Greywacke

25 90Sandstone20 - 35Granite

60 100Quartzite15 - 50Gneiss

10 25Phylite0Gabbro

15 30Pagmatite10 - 20Diorite

0 - 5Norite0 - 5Diabase15Mica schist0Anorthosite

0 - 30Mica gneiss0 - 5Amphibolite

Kandungan kwarsa (%)Jenis batuanKandungan kwarsa (%)Jenis Batuan

KonsumsiKonsumsi Pick/Pick/bcmbcm vs.vs. UCSUCS & F& F SchimazekSchimazek


58/97

58582#2#

Pemboran

PemboranPeng

galian

Peng

galianSKSKDepar

temen

DepartemenTeknik

TeknikPertmbangan

PertmbanganITBITB

0 20 40 60 80 100 120 140 160

10.0

1.0

0.1

0.01

0.001

Fsch = 0.01

Fsch = 0.1

Fsch = 0.5

Fsch = 1

Fsch = 5

Picks type U47 & U47L;

dia. = 17.5 mm of tungsten carbide

(Voest Alpine Bergtechnik)

Picks/bcm

UCS - MPa

KonsumsiKonsumsi Pick/Pick/bcmbcm vs.vs. UCSUCS & F& F SchimazekSchimazek(Voest Alpine Bergtechnik)

BeberapaBeberapa FaktorFaktor YangYang MempengaruhiMempengaruhi


59/97

59592#2#

Pemboran

PemboranPeng

galian

Peng


DepartemenTeknik

TeknikPertmbangan

PertmbanganITBITB Keausan

KeausanMataMata

BorBor

Tools tool characteristics (carbide

composition, button

shape, button number, steel composition)

Flushing (fluid, number & geometry offlushing holes and flutes, flushingpressure)

feed and rotating velocity

temperatures

Logistics maintenance

tool handling supporting methods

Geology

rock properties

(mineral composition, rock strength, grain size, grain

shape)

joint features (spacing, orientation,aperture, roughness)

weathering / alteration of rock

water situation

composition of rock mass (homogenous/ inhomogenous)

stress situation (stress direction, stress

level)

LajuLaju KeausanKeausan AlatAlat Gali/PotongGali/Potong


60/97

60602#2#

Pemboran

PemboranPeng

galian

Peng


DepartemenTeknik

TeknikPertmbangan

PertmbanganITBITB

jj gg

WEDGE TOOTH

POINT PICK / TOOTHPanjang semula

Panjang setelah pemakaian

252 mm

185 mm

Sebelumnya, keausan pick ditentukan dengan mengukur perbedaanpanjang asli dan akhir penggunaan. Menurut kebiasaan di Air Laya,i k h di ti bil j i 185 d i jB


61/97

61612#2#

Pemboran

PemboranPeng

galian

Peng


DepartemenTeknik

TeknikPertmbangan

PertmbanganITBITB

pick harus diganti bila panjangnya mencapai 185 mm dari panjangaslinya 252 mm. Karena pergantian pick hanya didasarkan atas

perbedaan panjang, yang sebetulnya keausan berlebihan dapat sajaterjadi di-ujung pick tanpa harus membuat terlalu pendek, olehkarenanya akan lebih baik bila pengamatan keausan dinyatakandengan berat kehilangan dalam gram per-satuan waktu pemakaian(jam). Dan perlu diingat bahwa keausan pick bisa saja merupakanbolong besar di ujung pick .Monitoring keausan pick BWE hanya dilakukan pada pick nomor 3 dan4 karena pick-pick inilah yang sering terpakai untuk proses penggalian.Berat asli pick adalah 4000 gram dan kalau keausan sudah sangatparah beratnya bisa menjadi 2300 gram

Cutting edge

1

23 4

5

6

A B

Point pick

0.043Rata0.057Rata0.022Rata0.366Rata0.023Rata

------0.22940.0244

--0.04340.02240.25140.0244

--0.06240.02440.33930.0194

0.04040.06440.02140.22930.0393

0.05240.08730.03130.61320.0043

0.03530.03730.00430.45220.0313

0.04630.04630.03130.45220.0183

gr/jamNo.Pickgr/jamNo.Pickgr/jamNo.Pickgr/jamNo.Pickgr/jamNo.Pick

AL-5AL-4AL-3AL-2AL-1

KarakteristikKarakteristik MMassaassa BBatuanatuan


62/97

62622#2#

Pemboran

PemboranPeng

galian

Peng


DepartemenTeknik

TeknikPertmbangan

PertmbanganITBITB

Rock Quality Designation (RQD)

Bidang diskontinuiti

Jarak antar bidang diskontinuiti

BidangBidang DDiskontinuitiiskontinuiti// KekarKekar


63/97

63632#2#

Pemboran

PemboranPeng

galian

Peng


DepartemenTeknik

TeknikPertmbangan

PertmbanganITBITB

g

Bidang diskontinuiti di dalam massa batuan dapat

membantu mudahnya proses penggalian namun belumtentu untuk pemboran.

Keberadaan bidang diskontinuiti dalam massa batuan

dapat membantu pencapaian fragmentasi yangdiinginkan.

Karakteristik penting bidang diskontinuiti:

kekerapan (frequency) atau jarak antara bidang diskontinuiti

orientasi yang selanjutnya dibagi dalam dua bagian, yaitu arahkemiringan (dip direc-tion) dan kemiringan (dip).

OrientasiOrientasi BidangBidang KekarKekar


64/97

64642#2#

Pemboran

PemboranPeng

galian

Peng


DepartemenTeknik

TeknikPertmbangan

PertmbanganITBITB

Arah dip bidangdiskontinuiti

Dip lereng

Arah dip lereng

A

B

C

ABC = Dip diskontinuiti

Bidangdiskontinuiti

Strike

Rock Quality DesignationRock Quality Designation -- RQDRQD


65/97

65652#2#

Pemboran

PemboranPeng

galian

Peng


DepartemenTeknik

TeknikPertmbangan

PertmbanganITBITB

RQD = X 100%(m)bortotalPanjang

m0.10borintitotalPanjang

Jumlah potongan inti

bor diukur pada inti bor

sepanjang 2 m,

Potongan akibatpenanganan pemboran

harus diabaikan dari

perhitungan

Into bor yang lembek

dan tidak baik berbobotRQD = 0 (Bieniawski,

1989).

Core Drill /Core Drill / IntiInti BorBor


66/97

66662#2#

Pemboran

PemboranPeng

galian

Peng


DepartemenTeknik

TeknikPertmbangan

PertmbanganITBITB

RQDRQD vs.vs.


67/97

67672#2#

Pemboran

PemboranPeng

galian

Peng


DepartemenTeknik

TeknikPertmbangan

PertmbanganITBITB

Bila inti bor tidak tersedia, RQD dapat dihitung secara

tidak langsung dengan melakukan pengukuran orientasi

dan jarak antar diskontinuiti pada singkapan batuan.

Persamaan Priest & Hudson (1976):

RQD = 100 e-0.1 (0.1 + 1)

= frekuensi diskontinuiti per meter

JarakJarak AAntarntar KekarKekar


68/97

68682#2#

Pemboran

PemboranPeng

galian


DepartemenTeknik

TeknikPertmbangan

P

ertmbanganITBITB

Jarak pisah antar diskontinuiti atau kekar adalah jarak

tegak lurus antara dua bidang diskontinuiti yangberurutan sepanjang sebuah garis pengamatan yangdisebut scan-line dan dinyatakan sebagai intact length.

Panjang scan-line minimum untuk pengukuran jarakdiskontinuiti sekitar 50 kali jarak rata-rata diskontinuitiyang hendak diukur.

Sedangkan menurut ISRM (1981) panjang ini cukup

sekitar 10 kali, tergantung kepada tujuan pengukuruanscan-line-nya.

KlasifikasiKlasifikasi JJarakarak KKekarekar (Attewell, 1993)(Attewell, 1993)


69/97

69692#2#

Pemboran

PemboranPeng

galian


Depa

rtemenTeknik

TeknikP

ertmbangan

P

ertmbanganITBITB

< 6Very closely foliated, cleaved flow-banded, etc.

( metamorphic and igneous)

< 6Thinly laminated (sedimentary)

< 20Extremely closely spaced

6 - 20Foliated, cleaved, flow-banded, etc. metamorphic

6 - 20Narrow (metamorphic and igneous)

6 - 20Thickly laminated (sedimentary)

20 - 60Very thinly beddedVery closely spaced

60 - 200Thinly beddedClosely spaced200 - 600Medium beddedModerately widely spaced

600 - 2000Thickly beddedWidely spaced

> 2000Very thickly beddedVery wide spaced

Jarak - mmStrukture Bidang DiskontinuitiDeskripsi

PengaruhPengaruh KekarKekar PadaPada PenggalianPenggalian


70/97

70702#2#

Pemboran

PemboranPenggalian

PenggalianSKSKDepa

rtemen

Depa

rtemenTeknik

TeknikP

ertmbangan

P

ertmbanganITBITB

Jarak kekar massa batuan masif dan sebaliknya.

DD, Dip & Freq tertentu joint c penggalian massa batuanmudah

Penggalian massa batuan Js 100 mm, atau s/d 300 mm, tidakdipengaruhi oleh sifat mekanik batuan utuhnya.

Gaya potong secara drastis dengan Freq Js

Blindheim (1979), orientasi kekar yang paling menguntungkanuntuk penggalian dengan road header dalam pembuatan lubangbukaan adalah tegak lurus terhadap sumbu lubang.

Evans & Pomeroy (1966): orientasi cleat di batubara dan arahpenggalian potong mempengaruhi kinerja penggalian yang

memakai gigi drag picks. Arah rekahan sub vertikal dan sub horizontal (bukan tegak dan

mendatar) dalam massa batuan umumnya sangat menguntungkanuntuk penggalian.

OrientationOrientation


71/97

71712#2#

Pemboran

PemboranPenggalian

PenggalianSKSKDepa

rtemen

Depa

rtemenTeknik

TeknikP

ertmbangan

P

ertmbanganITBITB

OrientationOrientation


72/97

72722#2#

Pemboran

PemboranPenggalian

PenggalianSKSKDepa

rtemen

Depa

rtemenTeknik

TeknikP

ertmbangan

P

ertmbanganITBITB

OrientasiOrientasi KekarKekarEnergi

SpesifikMJ/bcm

Gaya potongrata-rata, kN

Gaya potongmaks. rata-rata,

kNOrientasi


73/97

73732#2#

Pemboran

PemboranPenggalian

PenggalianSKSKDepa

rtemen

Depa

rtemenTeknik

TeknikP

ertmbangan

P

ertmbanganITBITB vs. Gayavs. Gaya PotongPotong

0.260.200.42135 degree

0.290.220.5090 degree

0.170.160.3845 degree

0.220.180.380 degree

= 0

= 90

= 45

= 135

= Sudut relative cleat ke arah gali pick

Bidang rekahan

Cleat

Gelombang SeismikGelombang Seismik


74/97

74742#2#

Pemboran

PemboranPenggalian

PenggalianSKSKDepa

rtemen

Depa

rtemenTeknik

TeknikP

ertmbangan

P

ertmbanganITBITB

Vs = f {E,, tingkat ke-masifan)

Vs di dalam suatu massa batuan dapat menunjukkantingkat kerusakan massa batuan tersebut.

Teknik Geofisik terdiri dari seismik refraksi dan seismik

refleksi, resistivitas elektrik dan gravimetrik serta

pengukuran magnetik.

Untuk karakterisasi massa batuan digunakan metoda

seismik refraksi dalam menentukan Vs

Vs dapat digunakan sebagai ukuran kemampuan suatu

bulldozer untuk menggaru sebuah massa batuan

SeismikSeismik RefraksiRefraksi


75/97

75752#2#Pemboran

PemboranPenggalian

PenggalianSKSKDepa

rtemen

Depa

rtemenTeknik

TeknikP

ertmbangan

P

ertmbanganITBITB

Di seismik refraksi hanya Ti first arrival yang masuk masing-masing geofon saja yang diamati.

Ti first arrival yang direkam oleh geofon terdekat kepada sumber energi akan merambat langsung di

permukaan tanah dan sebuah plot dari Ti first arrival serta jarak tempuh atau rambat (X) untuk setiap

geofon memberikan hubungan garis lurus.

Slopenya adalah kebalikan V1. Bila massa batuan dibawahnya V1 mempunyai kecepatan yang lebih

tinggi, V2, gelombang refraksi kritis akan selalu ada dan akan merambat sepanjang permukaan lapisan

massa batuan ke-dua dengan kecepatan V2.

Gelombang tekan refraksi kritis menjadi gelombang pertama yang datang di geofon dengan jarak X.

Kemiringan atau gradien hubungan nilai-nilai T-X memberikan kecepatan rambat gelombang dari

refraktor horizontal.

Kedalaman refraktor ini dari permukaan:

V1 = Kecepatan rambat gelombang pada lapisan permukaan atau pertama.

V2 = Kecepatan rambat gelombang pada batuan lapisan kedua

To = Beda waktu kedatangan ke permukaan berkecepatan rendah

( )2

12

2

021

1 VV2

T*V*VD

=

DDiagramiagram SkematikSkematik SusunanSusunan SeismikSeismik RefraksiRefraksi


76/97

76762#2#Pemboran

PemboranPenggalian

PenggalianSKSKDepa

rtemen

Depa

rtemenTeknik

TeknikP

ertmbangan

P

ertmbanganITBITB

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0.00200 300 400

V1

V2

To

Jarak - m

1000

T

X

Gelombangpermukaan

V1 (tanahan) = 500 m/

V2 (batuan) = 2000 m/

3 4 5 6 7 8

Mukagelombang

Gelombang refraksiBatuan lapuk

Batu ubahan

1Permukaan S 2

Sumber energi

GelombangGelombang SSeismikeismik HHasilasil PPerekamanerekaman OOleh Bisonleh Bison

SSeismographeismograph


77/97

77772#2#Pemboran

PemboranPenggalian

PenggalianSKSKDepa

rtemen

Depa

rtemenTeknik

TeknikP

ertmbangan

P

ertmbanganITBITB

0.00 40.00 80.00 120.00 160.00 200.00

WAKTU - milidetik

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

PTBA1007 SEISMIC WAVEFORMS Forward

Contoh uji seismik refraksi di

Tambang Air Laya 1994.

Sumber energi dibangkitkan

oleh pukulan palu 5 kg kepelat besi yang diletakkan di

atas permukaan tanah

Alat perekam data seismik

menggunakan Bison-2 Digital

Instantaneous Floating Point

Signal StackingSeismograph.

Gelombang seismik yang

dibangkitkan di titik sumber

direkam oleh 12 geofon

berjarak 2.5 m masing-

masing Laju sampling 0.2 md.

Jarak antara geofon pertama

dengan palu sekitar 1.5 m

Indeks KecepatanIndeks Kecepatan


78/97

78782#2#Pemboran

PemboranPenggalian

PenggalianSKSKDepa

rtemen

Depa

rtemenTeknik

TeknikP

ertmbangan

P

ertmbanganITBITB

Gabungan antara sifat dinamik batuan utuh dan sifat dinamikmassa batuan akan memberikan beberapa indeks yang bergunauntuk menganalisa kemampugalian.

Knill (1970): nisbah antara kecepatan gelombang seismiklongitudinal (yang diukur di lapangan VF atau V2) dengan kecepatangelombang sonik yang diukur di laboratorium (VLab) sebagai indekskualitas massa batuan (F = VF/VLab) dan Fraktur Indeks.

King & McConnel (Braybrooke, 1988) menggunakan sebuah indeksyang diturunkan dari Fraktur Indeks dan disebut dengan IndeksKecepatan (VI).

2

Lab

Field

V

VVI

=

HubunganHubungan: VI: VI -- RQDRQD -- FFFF


79/97

79792#2#Pemboran

PemboranPenggalian

Pen

ggalianSKSKDepa

rtemen

Depa

rtemenTeknik

TeknikP

ertmbangan

P

ertmbanganITBITB

0 - 1.0< 190 - 100Very good

0.6 - 0.85 - 175 - 90Good

0.4 - 0.68 - 550 - 75Fair

0.2 - 0.415 - 825 - 50Poor

< 0.2> 150 - 25Very poor

Indeks KecepatanFF (m-1)RQD (%)Kualitas massa batuan

5-10.9075-9099.00.7412001615AL-58-51.1175-9097.00.418881380AL-4


80/97

80802#2#Pemboran

PemboranPenggalian

Pen

ggalianSKSKDepa

rtemen

Depa

rtemenTeknik

TeknikP

ertmbangan

P

ertmbanganITBITB

Sistem klasifikasi massa batuan sering gunakan > 2 parameter,

tergantung kepentingannya.

Klasifikasi massa batuan dibuat untuk memenuhi (Bieniawski, 1989):

1. Untuk mengidentifikasi parameter yang paling mempengaruhi

perilaku massa batuan.

2. Untuk membagi massa batuan kepada kelompok grup yang

berperilaku sama, yaitu kelas massa batuan dengan kualitasberbeda.

3. Untuk melengkapi suatu dasar pengertian karakteristik masing-

masing kelas.

4. Untuk menghubungkan pengalaman atas pengamatan suatukondisi massa batuan di satu tempat dengan lainnya.

5. Untuk menghasilkan data kuantitatif untuk desain rekayasa.

6. Untuk melengkapi suatu dasar umum komunikasi.

Rock Mass RatingRock Mass Rating(Bieniawski, 1973)


81/97

81812#2#Pemboran

PemboranPen

ggalian

Pen

ggalianSKSKDepa

rtemen

Depa

rtemenTeknik

TeknikP

ertmbangan

P

ertmbanganITBITB (

(Bieniawski, 1973)

, )

Sistem Rock Mass Rating (RMR), atau sering juga dikenal sebagaiGeomechanics Classification

Klasifikasi ini telah dimodifikasi berulang kali begitu informasi baru daristudi-studi kasus diperoleh dan menjadikannya sesuai denganInternational Standard dan prosedur.

RMR terdiri dari 5 parameter utama & 1 parameter pengontrol untukmembagi massa batuan

1. Kuat Tekan Batuan utuh (UCS)

2. RQD

3. Jarak diskontinuiti/kekar

4. Kondisi diskontinuiti/kekar5. Kondisi air tanah

6. Koreksi dapat dilakukan bila diperlukan untuk Orientasidiskontinuiti/kekar

RMRRMRAA

KlasifikasiKlasifikasi PParameterarameter && PPembobotanembobotan


82/97

82822#2#Pemboran

PemboranPen

ggalian

Pen

ggalianSKSKDepa

rtemen

Depa

rtemenTeknik

TeknikP

ertmbangan

P

ertmbanganITBITB

Selang NilaiParameter

0471015Bobot

MengalirMenetesBasahLembabKeringKondiisi umum

> 0.50.2 - 0.50.1 - 0.2< 0.10Tekanan air

kekar/MaksTegang

an utama

5

> 12525 - 12510 - 25< 10None

Aliran/10 m

panjang tero-wongan (Lt/min)

Air

tanah

010202530Bobot

Gouge lunak tebal > 5mm, atau pemisahan > 5mm, menerus

Slicken-sided /tebal

gouge < 5 mm, ataupemisahan 1-5 mm,

menerus

agak kasar.

pemisahan 2 mJarak diskontinuiti3

38131720Bobot

< 2525 - 5050 - 7575 - 9090 - 100RQD (%)2

012471215Bobot

250UCS (MPa)batuan utuh

Untuk kuat tekan rendahperlu UCS

1 - 22 - 44 - 10> 10PLI (MPa)Kuat tekan1

RMRRMR -- BB

Peubah bobot orientasi diskontinuitiPeubah bobot orientasi diskontinuiti

Sangat tidakTidakSedangMengun-Sangat mengun-Jurus & kemiringan orientasi


83/97

83832#2#Pemboran

PemboranPen

ggalian

Pen

ggalianSKSKDepa

rtemen

Depa

rtemenTeknik

TeknikP

ertmbangan

P

ertmbanganITBITB

- 60- 50- 25- 50Lereng

- 25- 15- 7- 20FondasiBobot

- 12- 10- 5- 20Terowongan

g

menguntungkanmenguntungkan

gg

tungkan

g g

tungkan

g

diskontinuiti

Batuan sangatburuk

Batuan burukBatuansedang

Batuanbaik

Batuansangat baik

Description

VIVIIIIIINo. Kelas

< 2040 - 2160 - 4180 - 61100 - 81Bobot

< 15150 - 250250- 350350- 450> 450Sudut gesek dalam

< 100100 - 200200 - 300300 - 400> 400Kohesi massa batuan (kPa)

30 min utk 1 mspan

10 jam utk 2.5m span

1 mgg utk 5m span

1 th. utk 10 mspan

20 th. utk 15 mspan

Stand up time rata-rata

VIVIIIIIINo. Kelas

RMRRMR -- CCKelas massa batuan menurut bobot totalKelas massa batuan menurut bobot total

RMRRMR -- DD

Arti kelas massa batuanArti kelas massa batuan

Profil kekasaranProfil kekasaran

(roughness) dan(roughness) dan

Steppedrough

smooth

I


84/97

84842#2#Pemboran

PemboranPen

ggalian

Pen

ggalianSKSKDepa

rtemen

Depa

rtemenTeknik

TeknikP

ertmbangan

P

ertmbanganITBITB pemeriannyapemeriannya(ISRM, 1981)(ISRM, 1981)

Panjang profile dalamPanjang profile dalam

selang 1selang 1 -- 10 m10 m

skala vertikal danskala vertikal danhorizontal samahorizontal sama

slickensided

rough

smooth

slickensided

Planar

rough

smooth

slickensided

Undulating

IX

VIII

VII

VI

V

IV

III

II

KondisiKondisi KekarKekar


85/97

85852#2#Pemboran

PemboranPen

ggalian

Pen

ggalianSKSKDepa

rtemen

Depa

rtemenTeknik

TeknikP

ertmbangan

P

ertmbanganITBITB This is a very complex parameter which includes several sub-parameters: (i) roughness;

(Ii) separation; (iii) filling material; (iv) persistence; and (v) weathering of walls.

Roughness / filling

Bieniawski [9] has proposed a roughness scale which is very easy to check in the field.

(i) Very rough. Near vertical steps and ridges occur on the joint surface.

(ii) Rough. Some ridges are visible. Asperities happen. Joint surface feels very abrasive.

(iii) Slightly rough. Some asperities happen. Joint surface feels asperous.

(iv) Smooth. No asperities. Smooth feeling of joint surface.

(v) Slickensided. Visual evidence of polashing exists.

The most important consequence of joint roughness is the display of dilatant behaviourwhen close, coupled joints are subject to shearing stresses. The nature of fillings governthe shearing stress of open, uncoupled joints and is a related parameter to roughness. A

classification of fillings is out of the scope of Ibis chapter. Anyway, for practical purposes itis necessary lo distinguish between gouge and soft gouge: (i) gouge is no filling or filling

with a material of high friction (calcite, sand, crushed rock, etc.); and (ii) soft gouge isfilling with a material of low friction (clay, mica, platy minerals, etc.).

COMPREHENSIVE ROCK ENGINEERING. Principles, Practice & Projects. Editor-in-Chief JOHN A. HUDSON - Imperial College of Science,Technology & Medicine, London, UK. Vol 3. ROCK TESTING AND SITE CHARACTERIZATION. Volume Editor. JOHN A. HUDSON - Imperial

College of Science, Technology & Medicine, London, UK. A Geomechanical Classification for Slopes: Slope Mass Rating. M. R.ROMANA - Universidad Politcnica Valencia, Spain

PengaruhPengaruh OOrientasirientasi KekarKekar DDalamalam PPembuatanembuatan TTerowonganerowongan

&& PPenggalianenggalian


86/97

86862#2

#Pemboran

PemboranPen

ggalian

Pen

ggalianSKSKDepa

rtemen

DepartemenTeknik

TeknikP

ertmbangan

P

ertmbanganITBITB (Bieniawski, 1989(Bieniawski, 1989:: Fowell & Johnson, 1991)Fowell & Johnson, 1991)

Tdkmenguntungkan

SedangSangat tdk

menguntungkanTidak mengun-

tungkanSedang

Mengun-tungkan

Sangatmengun-

tungkan

= 20-450 = 45-900 = 20-450 = 45-900 = 20-450kemiringan

45-90o

Tdk tergantungjurus

sumbu terowonganGalian melawan kemiringanGalian searahkemiringan

Dip 0 - 20oJurus paralelJurus tegak lurus sumbu terowongan

Pengaruh jurus & kemiringan kekar untuk penerowongan Untuk kepentingan kestabilan1

0-2-5-10-12Bobot untukpenggalian

Sangat tidakmenguntungkan

Tidakmenguntungkan

SedangMenguntungkanSangat mengun-

tungkanOrientasi jurus& kemiringan

VIVIIIIIIKelas Batuan

Koreksi orientasi untuk penggalian dengan RMR (Fowell & Johnson, 1991)2


87/97

87872#2

#Pemboran

PemboranPen

ggalian

Pen

ggalianSKSKDepa

rtemen

DepartemenTeknik

TeknikP

ertmbangan

P

ertmbanganITBITB

BB

StrikeStrike KekarKekar TegakTegak LurusLurus SumbuSumbu TerowonganTerowongan


88/97

88882

#

2

#Pemboran

PemboranPen

ggalian

Pen

ggalianSKSKDepartemen

DepartemenTeknik

TeknikP

ertmbangan

P

ertmbanganITBITB

Strike bidang diskontinu tegak lurus dengansumbu terowongan dengan arah dip melawanarah penggalian sebesar 45 90

Strike bidang diskontinu tegak lurus dengansumbu terowongan dengan arah dip melawanarah penggalian sebesar 20 45

TBTB

StrikeStrike KekarKekar TegakTegak LurusLurus SumbuSumbu TerowonganTerowongan


89/97

89892

#

2

#Pemboran

PemboranPen

ggalian

Pen


DepartemenTeknik

TeknikP

ertmbangan

P

ertmbanganITBITB

Strike bidang diskontinu tegak lurus dengansumbu terowongan dengan arah dip searahpenggalian sebesar 45 90

Strike bidang diskontinu tegak lurus dengansumbu terowongan dengan arah dip searahpenggalian sebesar 20 45

TBTB

StrikeStrike KekarKekar SejajarSejajar SumbuSumbu TerowonganTerowongan


90/97

90902

#

2

#Pemboran

PemboranPen

ggalian

Pen


DepartemenTeknik

TeknikP

ertmbangan

P

ertmbanganITBITB

Strike bidang diskontinu sejajar dengan sumbuterowongan dengan arah dip searah penggaliansebesar 45 90

Strike bidang diskontinu sejajar dengan sumbuterowongan dengan arah dip searah penggaliansebesar 20 45

TBTB

StrikeStrike KekarKekar SejajarSejajar SumbuSumbu TerowonganTerowongan


91/97

91912

#

2

#Pemboran

PemboranPen

ggalian

Pen


DepartemenTeknik

TeknikP

ertmbangan

PertmbanganITBITB

Strike bidang diskontinu sejajar dengan sumbu terowongan dengan arah dip searah penggaliansebesar 0 20

TBTB

Rock Mass QualityRock Mass Quality -- Q SystemQ System


92/97

92922

#

2

#Pemboran

PemboranPen

ggalian

Pen


DepartemenTeknik

TeknikP

ertmbangan

PertmbanganITBITB

Klasifikasi Massa Batuan menurut Q-System dibuat di

Norwegia pada tahun 1974 oleh Barton, Lien dan Lunde,semuanya dari Norwegian Geotechnical Institute. Pembobotan Q-System didasarkan atas penaksiran

numerik kualitas massa batuan dengan menggunakan 6parameter berikut ini: RQD Jumlah set kekar Kekasaran kekar atau diskontinuiti utama Derajat alterasi atau pengisian sepanjang kekar yang paling

lemah

Aliran air

Faktor reduksi tegangan

TBTB

Q SystemQ System


93/97

93932

#

2

#Pemboran

PemboranPen

ggalian

Pen


DepartemenTeknik

TeknikPertmbangan

PertmbanganITBITB

RQD = Rock quality designation Jn = Jumlah set kekar

Jr = Angka kekasaran kekar Ja = Angka alterasi kekar

Jw = Angka reduksi kondisi air SRF = Faktor reduksi teganga

Ukuran blok - (RQD/Jn)

Kuat geser blok utuh - (Jr/Jn)

Tegangan aktif - (Jw/SRF)

SRF

Jx

J

Jx

J

RQDQ w

a

r

n

=

TBTB

DeskripsiDeskripsi && NNilai Qilai Q--Sistem (Barton dkk, 1974)Sistem (Barton dkk, 1974)1. Rock Quality Designation RQD (%)

A. Very poor 0 - 25


94/97

94942

#

2

#Pemboran

PemboranPen

ggalian

Pen


DepartemenTeknik

TeknikPertmbangan

PertmbanganITBITB y p

B. Poor 25 - 50

C. Fair 50 - 75

D. Good 75 - 90

E. Excellent 90 -100

2. Modified Joint Set Number (Kirsten, 1982) Jn

A. Massive, none or few joints 1.0

B. One joint set / fissure set 1.22

C. One joint set / fissure set / plus random 1.5

D. Two joint sets / fissure set 1.83

E. Two joint sets / fissure set / plus random 2.24

F. Three joint sets / fissure set 2.73

G. Three joint sets / fissure set / plus random 3.34

H. Four joint sets / fissure set 4.09

J. Multiple joint / fissure set 5.0

3. Joint Roughness Number Jr

(a) Rock wall contact and Note :

(b) Rock wall contact before 10 cm shear 1.0 Add 1.0 if the mean spacing of the relevant

A. Discontinuous joint 4.0 joint set is greater than 3 mB. Rough or irregular, undulating 3.0 2. Jr = 0.5 can be used for planar slickensided

C. Smooth, undulating 2.0 joints the lineations are favorable oriented

D. Slickensided, undulating 1.5

E. Rough or irregular, planar 1.5 .

F. Smooth, planar 1.0

G. Slickensided planar 0.5

3. Descriptions B - G refer to small - scale features & intermediate to prevent rock wall contact scale features in that order. b nominal

(c) No rock wall contact when shearedH. Zone containing clay minerals thick

enough to prevent rock wall contact 1.0bJ. Sandy, gravelly/crushed zone thick

enough 1.0b

ITBITB

4. Joint Alteration Number

Ja r

(a) Rock wall contact

A. Tightly healed, hard, nonsoftening, impermeable filling, i.e., quartz or epidote 0.75

B. Unaltered joint walls, surface staining only 1 25-35o


95/97

95952

#

2

#Pemboran

PemboranPen

ggalian

Pen


DepartemenTeknik

TeknikPertmbangan

PertmbanganITIT j , g y

C. Slightly altered joint walls. Non-softening mineral

coatings, sandy particles, clay-free disintegrated rock, etc. 2 25-30o

D. Silty or sandy clay coatings, small clay fraction (non-softening) 3 20-25o

E. Softening or low-friction clay mineral coatings, i.e., kaolinite, mica. Also chlorite, talc, gypsum,

& graphite, etc., & small quantities of swelling clays (discontinuous coatings, 1-2 mm or less in thickness) 4 8-16o

(b) Rock wall contact before 10 cm shear

F. Sandy particles, clay-free disintegrate rock etc. 4 25-30o

G. Strongly over-consolidated, non-softening clay mineral fillings (continuous, < 5 mm in thickness) 6 16-24o

H. Medium or low over-consolidation, softening, clay mineral fillings (continuous,< 5 mm in thickness) 8 12-16o

J. Swelling clay fillings, i.e., monmorilonite (continuous, < 5 mm in thickness). Value of Ja depends onpercentage of swelling clay sized particles, and acces to water, etc.

8 6-12o

(c) No rock wall contact when sheared

K. Zones or bands of disintegrated or crushed rock & clay (see G., H., J., for description of clay condition) 6-8 or 16-24o

8-12

L. Zones or bands of silty or sandy clay, small clay fraction (nonsoftening) 5.0

M. Thick, continuous zones or bands of clay (see G., H., J., for description of clay condition) 10-13 or

13-20 6-24o

Note : Values of fr are intended as an approximate guide to the mineralogcal properties of the alteration products.

ITBITB

5. Stress Reduction Factor `SRF

(a) Weakness zones intersecting excavation, which may cause loosening of rock mass when tunnel is excavated

A. Multiple occurences of weakness zonescontaining clay or chemically disintegrated rock,

very loose surrounding rock (any depth) 10.0


96/97

96962

#

2

#Pemboran

PemboranPen

ggalian

Pen


DepartemenTeknik

TeknikPertmbangan

Pertmbangan

B. Single-weakness zones containing clay or chemicallydisintegrated rock (depth of excavation < 50 m) 5.0

C. Single-weakness zones containing clay or chemically disintegrated rock (depth > 50 m) 2.5

D. Multiple-shear zones in competent rock (clay-free), loose surrounding rock (any depth) 7.5

E. Single-shear zones in competent rock (clay-free) & (depth of excavation < 50 m) 5.0

F. Single-shear zones in competent rock (clay-free) & (depth of excavation > 50 m) 2.5

G. Loose open joints, heavily jointed or "sugar cube", etc. (any depth) 5.0

(b) Competent rock, rock stress problems c/1 t/1

H. Low stress, near surface >200 >13 2.5

J. Medium stress 200-10 13-0.66 1.0

K. High-stress, very tight structure (usually favorableto stability, may be

unfavorable to wall stability 10-5 0.66-0.33 0.5-2.0

L. Mild rock burst (massive rock) < 25 < 0.16 10-20

(c) Squeezing rock; plastic flow of incompetent rock under the influence of high rock pressures

N. Mild squeezing rock pressure 5-10

O. Heavy squeezing rock pressure 10-20

(d) Swelling rock: chemical swelling activity depending on presence of water

P. Mild swelling rock pressure 5-10R. Heavy swelling rock pressure 10-15

Note :

(i) Reduce these SRF values by 25-50% if the relevant shear zones only influence but do not intersect the excavation

(ii) For strongly anisotropic stress field (if measured ) : when 5 < 1/3 < 10, reduce sc and t to 0.8 c and 0.8 t; when1/3 > 10, reduce c and t to 0.6 c and 0.6 t (where c = UCS and t = tensile strength (point load), 1 and 3 =major and minor principal stresses)

ITBITB

6. Joint Water Reduction Factor

Approx water pressure Jw


97/97

97972

#

2

#Pemboran

PemboranPen

ggalian

Pen


Dep

artemenTeknik

TeknikPertmbangan

Pertmbangan (kg/cm2)

A. Dry excavations or minor inflow, i.e., 5 litre/min locally 1.0 < 1

B. Medium inflow or pressure occasional outwash of joint fillings 0.66 1.0-2.5

C. Large inflow or high pressure in competent rock with unfilled joints 0.5 2.5-10.0

D. Large inflow or high pressure, considerable outwash of joint fillings 0.33 2.5-10.0

E. Exceptionally high inflow or water pressure at blasting, decaying with time 0.2-0.1 > 10.0

F. Exceptionally high inflow or water pressure continuing w/o noticeable decay0. 1-0.05 > 10.0

Note :

(i) Factors C-F are crude estimates. Increase Jw if drainage measures are installed.

(ii) Special problems caused by ice formation are not considered.

___________________________________________________________________

a After Barton et.al (1974)

b Nominal

ppta354-2 karakteristik batuan

Documents