ANALISIS KETEPATAN PENGEBORAN VERTIKAL TERHADAP

PENGGUNAAN BAHAN PELEDAK DAN FRAGMENTASI PADA PT.

AGINCOURT RESOURCES INDONESIA, TAPANULI SELATAN,

SUMATERA UTARA

PROPOSAL TUGAS AKHIR

Dibuat Untuk Memenuhi Persyaratan Tugas AkhirPada Fakultas Teknik Jurusan Pertambangan

Universitas Veteran Republik Indonesia

Oleh :

Miranda2010 31 087

JURUSAN TEKNIK PERTAMBANGAN FAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS VETERAN REPUBLIK INDONESIA

MAKASSAR2015

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Pelaksanaan kegiatan pengeboran dan peledakan pada tambang terbuka

memegang peranan penting dalam keseluruhan proses penambangan.

Perencanaan dan teknik yang rinci sangat diperlukan, yang meliputi perencanaan

teknik desain pengeboran dan peledakan, keakuratan lokasi dan jarak lubang

pengeboran, pemuatan dan jenis bahan peledak yang disesuaikan dengan sifat dan

karakteristik batuannya.

Rangkaian proses rinci tersebut menentukan hasil peledakan yang

dikehendaki oleh perencanaan tambang yakni fragmentasi, bentuk dinding, dan

keamanan serta keselamatan.

Untuk mendapatkan hasil peledakan yang optimal maka yang harus

dilakukan adalah pemilihan dan penggunaan jenis bahan peledak yang tepat guna

pada daerah – daerah yang memiliki sifat dan karakteristik batuan yang berbeda

dan jumlah bahan peledak yang akurat

PT. Agincourt Resources merupakan salah satu perusahaan Emas yang

beroperasi di desa Aek Pining, Batangtoru, Tapanuli Selatan, Sumatera Utara.

Kegiatan penambangannya menggunakan sistem tambang terbuka dengan

menggunakan metode open pit. Dimana proses penambangannya dilakukan

secara berkesinambungan dimulai dari pembersihan lahan, pengupasan tanah

penutup, penggalian, pemuatan dan pengangkutan. Oleh karenanya peneliti akan

melakukan tugas akhir yang berkaitan dengan masalah keakuratan pengeboran

vertikal terhadap penggunaan bahan peledak dan fragmentasi.

1.2 Rumusan Masalah

Kondisi setiap lubang rencana peledakan tambang sangat berbeda satu dengan

lainnya, seperti lubang pada batuan keras atau lunak, kedalaman, diameter, berair

atau tidak berair. Faktor –faktor tersebut akan menentukan pemilihan jenis dan

jumlah bahan peledaknya

Setelah jenis dan tipe bahan peledaknya ditetapkan, dilakukan

pengukuran/penakaran jumlah berat yang tepat dari masing – masing jenis bahan

peledak yang akan digunakan.

Penakaran yang akurat sangat dierlukan untuk optimasi peledakan. Dengan

demikian sistem kalibrasi penakaran yang baku perlu ditingkatkan dan diamati,

dicatat dan didokumentasikan secara baik sebagai acuan dikemudian hari.

1.3 Batasan Masalah

Sehubungan dengan rumusan masalah di atas, maka dalam penelitian ini

penulis akan membatasi masalah penelitian, yaitu pada faktor-faktor yang

mempengaruhi ketepatan pengeboran vertikal dengan menggunakan bahan

peledak dan fragmentasi hasil peledakan.

1.4 Maksud dan Tujuan Penelitian

Menganalisa keakuratan sistem pengeboran

Menganalisa pemilihan jenis bahan peledak yang digunakan berdasarkan

parameter bahan peledak di area tertentu

Mengevaluasi dan mencatat kalibrasi jumlah bahan peledak yang digunakan

pada area tertentu

Menganalisa hasil fragmentasi dari hasil peledakan

1.5 Metodologi penelitian

Metode yang digunakan adalah pengamatan langsung di lapangan.

Teknik pengumpulan data dilakukan dengan prosedur penelitian yang

mencakup :

1. Studi Literatur

Tahapan ini dilaksanakan dengan pengumpulan sumber informasi yang terkait

dengan kegiatan penelitian yang berasal dari referensi yang berkaitan dengan

masalah yang dihadapi.

2. Pengamatan Lapangan

Pengamatan lapangan dilakukan untuk memperoleh data-data berikut :

- Diameter lubang ledak

- Kondisi lubang ledak

- Pola peledakan

- Burden dan spacing

- Jumlah isian bahan peledak

- Foto fragmen batuan hasil peledakan

1.6 Landasan Umum

Pemberaian suatu batuan merupakan salah satu kegiatan utama dalam suatu

kegiatan penambangan dan salah satu metode yang sering digunakan adalah

pemboran dan peledakan selain digaru, sesuai tingkat kekuatan batu yang akan

ditambang.

1. Bahan peledak

Bahan peledak yang dimaksudkan adalahn 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.

Panas dari gas yang dihasilkanreaksi peledakan tersebut sekitar

4000oC, adapun tekanannya, menurut langerfors dan kihlstrom (1978), bisa

mencapai lebih dari 100.000 atm setara dengan 101.500 kg/cm2 atau 9.850

Mpa (10.000 Mpa). sedangkan energy per satuan waktu yang ditimbulkan

sekitar 25.000 MW atau 5.950.000 kcal/s. oleh sebab itu kekuatan energy

tersebut hanya terjadi beberapa detik saja yang lambat laun berkurang seiring

dengan perkembangan keruntuhan batuan.

a. Reaksi dan produk peledakan

- Peledakan akan memberikan hasil yang berbeda dari yang diharapkan

karena tergantung pada kondisi eksternal saat pekerjaan tersebut dilakukan

yang mempengaruhi kualitas bahan kimia pembentuk bahan peledak

tersebut. Panas meruapakan awal terjadinya proses dekomposisi bahan

kimia pembentuk bahan peledak yang menimbulkan pembakaran,

dilanjutkan dengan deflragrasi dan terakhir detonasi. Proses dekomposisi

bahan peledak diuraikan sebagi berikut :

- Pembakaran adalah rekasi permukaan yang eksotermis dan dijaga

keberlangsungannya oleh panas yang dihasilkan dari reaksi itu sendiri dan

produknya berupa pelepasan gas-gas. Reaksi pembakaran memerlukan

unsur oksigen baik yang terdapat di alam bebas maupun dari ikatan

molekuler dengan mengisolasi material yang terbakar dari oksigen.

- Deflagrasi adalah proses kimia eksotermis di mana transmisi dari rekasi

dekomposisi didasarkan pada konduktivitas termal (panas). Deflagrasi

merupakan fenomena rekasi permukaan yang rekasinya meningkat

bmenjadi ledakan dan menimbulkan gelombang kejut (shock wave )

dengan kecepatan rambat rendah , yaitu antara 300 -1000 m/s atau lebih

rendah dari kecepatan suara (subsonic).

- Ledakan, menurut Berthelot adalah ekspansi seketika yang cepat dari gas

menjadi bervolume lebih besar dari sebelumnya diiringi suara keras dan

efek mekanis yang merusak. Dari definisi tersebut dapat tersirat bahwa

ledakan tidak melibatkan reaksi kimia, tapi kemunculannya disebabkan

oleh transfer energy ke gerakan massa yang menimbulkan efek mekanis

merusak disertai panas dan bunyi keras.

- Detonasi adalah proses kimia fisika yang mempunyai kecepatan reaksi

sangat tinggi, sehingga menghasilkan gas dan temperature sangat besar

yang semuanya membangun ekspansi gaya yang sangat besar pula.

Kecepatan reaksi yang sangat tinggi tersebut menyebarkan tekanan panas

ke seluruh zona peledakan dalam bentuk gelombang tekan kejut (shock

compression wave) dan proses ini berlangsung terus menerus untuk

membebaskan energy hingga berakhir dangan ekspansi hasil reaksinya.

Kecepatan rambat reaksi pada proses detonasi ini berkisar 3000-7500 m/s.

2. Klasifikasi bahan peledak

Adapun klasifikasi bahan peledak menurut beberapa tokoh :

1. Menurut R. L. Ash (1962), bahan peledak kimia dibagi menjadi :

a. Bahan peledak kuat (high eksplosive ) bila memiliki sifat detonasi atau

meledak dengan kecepatan reaksi antara 5.000 fps (1650 – 8.000 m/s)

b. Bahan peledak lemah (low explosive ) bila memiliki sifat deflagrasi

atau terbakar kecepatan reaksi kurang dari 5.000 fps (1.650 m/s)

2. Menurut Anon (1977), bahn peldak kimia dibagi menjadi 3 jenis seperti

terlihat berikut ini :

JENIS REAKSI CONTOH

Bahan peledak lemah

(low explosive)

Deflagrate (terbakar) Black powder

Bahan peldak kuat

(high explosive)

Detonate (meledak ) NG , TNT , PETN

Blasting agent Detonate (meledak ) ANFO , slurry , emulsi

3. Sifat – sifat fisik bahan peldak

a. Density

Massa jenis bahan peledak merupakan faktor yang sangat

penting dalam menentukan efek ledakan. Makin tinggi massa jenis

makin terpusat energi dalam bahan peldaktersebut sehingga makin

besar efek ledakannya.

Untuk menunjukkan massa jenis kadang –kadang ditemukan

istilah cartridge count, ialah angka yang menunjukkan jumlah

cartridge bahan peldak.

Loading density (de) adalah berat bahan peledak per satuan

panjang muatan dan dan dalam satuan british dinyatakan dalam lb/ft.

sedang diameter muatan (De) dinyatakan dalam inci.

Hubungan antara bobot isi, cartridge count (SC) dan loading density

adalah sebagai berikut :

De = 0,34 De2 (SG)

Bila SG = 140/SC atau 141 /SC maka

De = 48 De2/SC

Dengan sendirinya makin rendah massa jenis makin tinggi cartridge

count.

b. Sensitifity

Sensitifitas adalah sifat yang menunjukkan tingkat kemudahan

inisiasi bahan peledak atau kemudahan bagi suatu rekasi kimia bahan

peledak yang terjadi dalam lubang tembak untuk menjalar melalui

seluruh muatan. Sifat sensitive bahan peledak bervariasi tergantung

pada komposisi bahan kimi peledak , diameter dan temperature.

c. Water resistance

Ketahanan bahan peledak terhadap air adalah ukuran

kemampuan suatu bahan peledak untuk melawan air disekitarnya

tanpa kehilangan sensitifitas atau efisiensi. Apabila suatu bahan

peledak larut dalam air dalam waktu yang pendek ( mudah larut ) ,

berarti bahan peledak tersebut dikategorikan mempunyai ketahanan

terhadap air yang “buruk” atau poor, sebaliknya nila tidak larut dalam

air disebut “ sangat baik “ atau excellent.

d. Chemical stability

Kestabilan bahan kimia peledak maksudnya adalah

kemampuan untuk tidak berubah secara kimia dan tetap

mempertahankan sensitifitas selama dalam penyimpanan di dalam

gudang dengan kondisi tertentu.

Faktor –faktor yang mempercepat ketidak stabilan kimiawi antara lain

panas , dingin , kelembaban, kualitasbahan baku , kontaminasi,

pengepakan, dan fasilitas gudang bahan peledak. Tanda – tanda

kerusakan bahan peledak dapat berupa kenampakan kristalisasi ,

penambatan viskositas , dan penambahan temperature.

e. Characteristic of fumes (karakteristik gas )

Detonasi bahan peledak akan menghasilkan fume , yaitu gas-

gas, baik yang tidak beracun (non-toxic) maupun yang mengandung

racun (toxic). Gas – gas hasil peledakan yang tidak beracun seperti uap

air (H2O), karbondioksida (CO2), dan nitrogen (N2), sedangkan yang

beracun adalah nitrogen monoksida (NO), nitrogen oksida (NO2) dan

karbon monoksida (CO). pada peledakan tambang bawah tanah gas –

gas tersebut perlu mendapat perhatian khusus , yaitu dengan sistem

ventilasi yang memadai, sedangkan di tambang terbuka kewaspadaan

ditingkatkan bila gerakan angin yang rendah.

4. Karakteristik detonasi bahan peledak

Karakteristik detonasi menggambarkan prilaku suatu bahan peledak

ketika meledak untuk menghancurkan batuan. Beberapa faktor detonasi

yang penting diketahui meliputi :

a. Kekuatan bahan peledak

Kekuatan bahan peledak berkaitan dengan energy yang mampu

dihasilkan oleh suatu bahan peledak. Pada hakekatnya kekuatan suatu

bahan peledak tergantung pada campuran kimiawi yang mampu

menghasilkan energy panas ketika terjadi inisiasi. Terdpat dua jenis

sebutan kekuatan bahan peledak komersial yang selalu dicantumkan

pada spesifikasi bahan peledak oleh pabrik pembuatnya, yaitu

kekuatan absolute dan relatif. Berikut ini diuraikan tentang kekuatan

bahan peledak dan cara penghitungannya.

1. Kekuatan berat absolut

Energi panas maksimum bahan peledak teoritis didasarkan pada

campuran kimiawinya.

Energy per unit berat bahan peledak

AWSANFO adalah 373 kj/gr dengan campuran 94 % ammonium

nitrat dan 6% solar

2. Kekuatan berat relative

Adalah kekuatan bahan peledak ( dalam berat ) disbanding dengan

ANFO

RWSHANDAK = (AWSHANDAK/AWSANFO) X 100

3. Kekuatan volume absolute

Energi per unit volume, dinyatakan dalam joule/cc

ABSHANDAK = AWSHANDAK X densitas

ABSANFO = 373 kj/gr x 0,85 gr/cc = 317 kj/cc

4. Kekuatan volume raltif

Adalah kekuatan suatu bahan peledak curah (bulk) disbanding

ANFO

RBSHANDAK = (ABSHANDAK/ABSANFO) x 100

b. Kecepatan detonasi

Kecepatan detonasi disebut juga velocity of detination atau

VoD merupakan sifat bahan peledak dengan satuan millimeter per

sekon (m/s) atau feet per second (fps). Kecepatan detonasi diukur

dalam kondisi terkurung atau tidak terkurung.

Kecepatan detonasi terkurung adalah ukuran kecepatan

gelombang detonasi yang merambat melalui kolom bahan peledak di

dalam lubang ledak atau lubang terkurung lainnya. Sedangkan

kecepatan detonasi tidak terkurung menunjukkan kecepatan detonasi

bahan peledak apabila bahan peledak tersebut diledakkan dalam

keadaan terbuka. Karena bahan peledak umumnya digunakan dalam

keadaan derajat pengurungan tertentu, maka harga kecepatan

detonasi dalam keadaan terbuka menjadi lebih berarti.

Kecepatan detonasi bahan peledak harus melebihi kecepatan

suara massa batuan, sehingga akan menimbulkan energy kejut yang

mampu memecahkan batuan. Untuk peledakan pada batuan keras

dipakai bahan peledak yang mempunyai kecepatan detonasi tinggi

dan pada batuan lemah dipakai bahan peledak yang kecepatan

detonasinya rendah.

Nilai kecepatan detonasi bervariasi tergantung diameter, densitas, dan

ukuran partikel bahan peledak. Untuk bahan peledak komposit

tergantung pula pada derajat pengurungannya. Kecepatan detonasi

tidak terkurung umumnya 70 – 80 % kecepatan detonasi terkurung,

sedangkan kecepatan detonasi bahan peledak komersial bervariasi

antara 1500-8500 m/s atau sekitar 5000 – 25000 fps. Kecepatan

detonasi ANFO antara 2500-4500 m/s tergantung pada diameter

lubang ledak. Apabila diameter dikurangi sampai batas tertentu akan

terjadi gagal ledak karena perambatan tidak dapat berlangsung,

diameter ini disebut “diameter kritis”.

Kecepatan detonasi bahan peledak ANFO (bentuk butiran)

akan menurun seiring dengan bertambahnya air karena ANFO dapat

larut terhadap air. Suatu penelitian memperlihatkan bahwa ANFO

yang mengandung 10 % air (dalam satuan berat) dapat menurunkan

kecepatan detonasi hingga tinggal 42 % , yaitu dari VoD ANFO

kering 3800 m/s turun menjadi hanya tinggal 1600 m/s. akibat

penurunan kecepatan detonasi ANFO yang sangat tajam akan

mengurangi energy gagal ledak secara drastic atau bhakan tidak akan

melewdak sama sekali (gagal ledak )

c. Tekanan detonasi

Tekanan detonasi adalah tekanan yang terjadi disepanjang zona

reaksi peledakan hingga terbentuk reaksi kimia seimbang sampai

ujung bahan peledak yang disebut dengan bidang chpman-jouguet.

Umumnya mempunyai satuan MPa. Tekanan ini merupakan fungsi

dari kecepatan detonasi dan densitas bahan peledak.

d. Tekanan pada lubang ledak

Gas hasil detonasi bahan peledak akan memberikan tekanan

terhadap dinding lubang ledak dan terus berekspansi menembus

media untuk mencapai keseimbangan. Keseimbangan tekanan gas

tercapai stelah gas tersebut terbebaskan, yaitu ketika telah mencapai

udara luar biasa tekanan gas pada dinding lubang ledak sekitar 50 %

dari tekanan detonasi. Volume dan laju kecepatan gas yang

dihasilkan peledakan akan mengontrol tumpukan dan lemparan

fragmen batuan. Makin besar tekanan pada dinding lubang ledak

akan menghasilkan jarak lemparan tumpukan hasil peledakan

semakin jauh