BAB I

BAB I

PENDAHULUANA. JUDUL SKRIPSI

KAJIAN TEKNIS SISTEM PENYANGGAN FRICTION ANCHORED ROCK BOLT PADA LUBANG BUKAAN TAMBANG BAWAH TANAH DI I.O.Z PT. FREEPORT INDONESIA COMPANY

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.

Sistem ini salah satunya di terapkan oleh PT. Freeport Indonesia Company, yaitu pada tambang bawah tanah Intermediate Ore Zone (IOZ) 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

Split Set dan 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 uuntuk 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 Terincia. 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

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 DAERAH

B. KEADAAN GEOLOGI

1. Litologi

2. Struktur Geologi

C. IKLIM

D. TINJAUAN SINGKAT PT. FREEPORT INDONESIA COMPANY

E. INTERMEDIET ORE ZONE (I.O.Z)

III. TINJAUAN TEKNIS SISTEM PENYANGGAAN DENGAN BAUT BATUAN

A. UMUM

1. Faktor Pemilihan Baut Batuan Sebagai Penyangga

2. Fungsi baut Batuan

3. Jenis Baut Batuan

4. Syarat Pengikatan dengan Baut Batuan

5. Perlengkapan Penunjang

B. BAUT BATUAN DENGAN PENGIKAT GESER

1. Pemilihan Baut Batuan Dengan Pengikat Geser

2. 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 I.O.Z PT. FREEPORT INDONESIA COMPANY.

A. LOKASI PENGAMATAN

B. PENJANGKARAN DENGAN BAUT BATUAN

C. KEMAMPUAN BAUT BATUAN

D. PENILAIAN PENYANGGAAN BAUT BATUN DENGAN FRICTION ANCHORED ROCK BOLT

E. JUMLAH BAUT BATUAN YANG DIBUTUHKAN

V. PEMBAHASAN

VI. KESIMPULAN DAN SARAN

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

WAKTU

JENIS KEGIATAN

M I N G G U

I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII

1. STUDI LITERATUR

2. PENYELIDIKAN

GEOLOGI LOKAL

3.PENGUKURAN PARAMETER RANCANGAN

4. PENENTUAN TIPE

DAN JUMLAH PENYANGGA YANG DIBUTUHKAN

5. PEMBUATAN LAPORAN