tugas penyaliran analisis curah hujan

19
Tugas Sistem Penyaliran Tambang – Hafidha Dwi Putri A. (12111003) TUGAS TA-3223 SISTEM PENYALIRAN TAMBANG Oleh: Hafidha Dwi Putri Aristien NIM 12111003 Program Studi Teknik Pertambangan Fakultas Teknik Pertambangan dan Perminyakan Institut Teknologi Bandung 2014

Upload: hafidha-dwi-putri-aristien

Post on 15-Nov-2015

93 views

Category:

Documents


21 download

DESCRIPTION

Tugas Penyaliran Analisis Curah Hujan

TRANSCRIPT

  • Tugas Sistem Penyaliran Tambang Hafidha Dwi Putri A. (12111003)

    TUGAS TA-3223

    SISTEM PENYALIRAN TAMBANG

    Oleh:

    Hafidha Dwi Putri Aristien

    NIM 12111003

    Program Studi Teknik Pertambangan

    Fakultas Teknik Pertambangan dan Perminyakan

    Institut Teknologi Bandung

    2014

  • Tugas Sistem Penyaliran Tambang Hafidha Dwi Putri A. (12111003)

    Rekapitulasi EL

    A. Data Curah Hujan Bulanan

    Dari data curah hujan harian, dilakukan penjumlahan setiap bulan sehingga menghasilkan

    data sebagai berikut.

    No Bulan Curah Hujan Bulanan (mm)

    Kategori (bulan basah: CH > 200 mm)

    1 Okt-11 17.5 Bulan kering

    2 Nov-11 63.9 Bulan kering

    3 Dec-11 71.5 Bulan kering

    4 Jan-12 256.72 Bulan basah

    5 Feb-12 258.5 Bulan basah

    6 Mar-12 233.8 Bulan basah

    7 Apr-12 172.2 Bulan kering

    8 May-12 111.4 Bulan kering

    9 Jun-12 58.3 Bulan kering

    10 Jul-12 162.9 Bulan kering

    11 Aug-12 26.4 Bulan kering

    12 Sep-12 24.3 Bulan kering

    13 Oct-12 103.8 Bulan kering

    14 Nov-12 384.8 Bulan basah

    15 Dec-12 236.5 Bulan basah

    16 Jan-13 351 Bulan basah

    17 Feb-13 195 Bulan kering

    18 Mar-13 283.1 Bulan basah

    19 Apr-13 200.9 Bulan basah

    Data tersebut dapat dinyatakan dalam grafik sebagai berikut.

  • Tugas Sistem Penyaliran Tambang Hafidha Dwi Putri A. (12111003)

    Dengan membandingkan hasil klasifikasi bulan hujan pada tabel dengan grafik, maka

    didapat kesimpulan:

    Bulan basah : November April

    Bulan kering : Mei Oktober

    Pengaruh bulan basah terhadap proses produksi adalah sebagai berikut.

    - Jalan menjadi licin, sehingga kendaraan lebih susah untuk dikendalikan. Hal ini

    selain berpengaruh pada tingkat keselamatan, juga berpengaruh pada cycle time alat.

    - Jika kandungan air dalam timbunan semakin banyak, maka kemungkinan terjadi

    longsor semakin tinggi.

    - Ketika sampai terjadi pit flooding, maka proses produksi dapat berhenti, sehingga

    akan mengakibatkan kerugian.

    B. Perhitungan Intensitas Hujan Rencana

    30 Data Curah Hujan Harian Ekstrim

    Asumsi: penentuan data terbesar dilakukan dengan mengambil data terbesar setiap

    bulan terlebih dahulu

    m Curah Hujan Harian (mm)

    Rata-rata CH

    Harian (mm) S (std deviasi dari 30 data)

    1 134.00 47.35 22.87

    2 75.00

    3 74.00

    4 68.50

    5 61.50

    6 59.50

    7 58.50

    8 58.30

    9 55.00

    10 54.80

    11 54.00

    12 52.00

    13 48.00

    14 48.00

    15 44.50

    16 42.00

    17 40.00

    18 40.00

    19 38.50

    20 38.00

    21 37.50

    22 37.00

    23 36.00

    24 35.00

    25 32.00

    26 25

    27 23.9

    28 21.5

  • Tugas Sistem Penyaliran Tambang Hafidha Dwi Putri A. (12111003)

    29 17.5

    30 11

    Reduce Variate dari Periode Ulang (yt)

    = ln( ln ( 1

    ))

    Koreksi (ym)

    = ln( ln ( + 1

    + 1 ) )

    = 30 (banyak data)

    m Yt

    Ym Sm (std deviasi

    dari ym) 2 5 10 20 50 100

    1 0.37 1.50 2.25 2.97 3.90 4.60 3.42 0.54 1.13

    2 2.71

    3 2.28

    4 1.98

    5 1.74

    6 1.54

    7 1.36

    8 1.21

    9 1.07

    10 0.94

    11 0.82

    12 0.71

    13 0.61

    14 0.51

    15 0.41

    16 0.32

    17 0.23

    18 0.14

    19 0.05

    20 -0.04

    21 -0.12

    22 -0.21

    23 -0.30

    24 -0.40

    25 -0.50

    26 -0.60

    27 -0.72

    28 -0.85

    29 -1.01

    30 -1.23

  • Tugas Sistem Penyaliran Tambang Hafidha Dwi Putri A. (12111003)

    Curah Hujan Rencana (XT)

    = + (

    )

    Sehingga diperoleh

    Periode Ulang (tahun)

    2 5 10 20 50 100

    CH Rencana (mm) 43.92 66.83 82.00 96.55 115.38 129.49

    Intensitas Hujan Rencana

    Durasi (menit)

    I (Intensitas Hujan) mm/h

    2 5 10 20 50 100

    5 79.81 121.44 149.00 175.43 209.65 235.30

    10 50.28 76.50 93.86 110.52 132.07 148.23

    15 38.37 58.38 71.63 84.34 100.79 113.12

    30 24.17 36.78 45.12 53.13 63.49 71.26

    60 15.23 23.17 28.43 33.47 40.00 44.89

    120 9.59 14.60 17.91 21.08 25.20 28.28

    240 6.04 9.19 11.28 13.28 15.87 17.82

    720 2.90 4.42 5.42 6.39 7.63 8.56

    1440 1.83 2.78 3.42 4.02 4.81 5.40

  • Tugas Sistem Penyaliran Tambang Hafidha Dwi Putri A. (12111003)

    C. Penentuan Dimensi Saluran

    Debit Aliran

    = 0,278 dengan C (koef. Limpasan) untuk tambang = 0,9

    A (luas catchment area) = 40 ha

    Intensitas yang digunakan adalah untuk durasi hujan selama 2 jam (rata-rata

    lama hujan turun)

    Periode Ulang (tahun) 2 5 10 20 50 100

    Debit Limpasan Q (m3/s) 0.9600 1.4607 1.7922 2.1102 2.5218 2.8302

    Dimensi Saluran

    Penampang Segitiga

    Rumus Manning

    = 5/3 1/2

    2/3

    : => ) = 0,03

  • Tugas Sistem Penyaliran Tambang Hafidha Dwi Putri A. (12111003)

    = 10/3 0,011/2

    0,03(22)2/3

    = 10/3 0,011/2

    0,03(22)2/3

    = 1,667 8/3

    Sehingga didapatkan dimensi saluran untuk masing-masing periode ulang sebagai

    berikut.

    Periode Ulang (tahun) 2 5 10 20 50 100

    Debit Limpasan Q (m3/s)

    0.96 1.46 1.79 2.11 2.52 2.83

    h (m) 0.81 0.95 1.03 1.09 1.17 1.22

    Luas A (m2) 0.66 0.91 1.06 1.19 1.36 1.49

    D. Penentuan Kebutuhan Pompa

    Input (debit aliran masuk) = Sump + Output (pompa)

    Asumsi:

    - Pompa bekerja selama 20 jam setiap hari

    - Pipa yang digunakan: panjang = 120 m, diameter dalam pipa = 300 mm, belokan

    yang ada adalah belokan 90, dan pipa lurus.

    - Pompa yang digunakan adalah Multiflo MFC 390 (dengan melihat shutoff head

    pompa > kedalaman pit)

  • Tugas Sistem Penyaliran Tambang Hafidha Dwi Putri A. (12111003)

    Spesifikasi

  • Tugas Sistem Penyaliran Tambang Hafidha Dwi Putri A. (12111003)

    Volume bukaan = 12 Ha = 120000 m2

    Head Total

    - ha (julang statik total) : 100 m

    - Kecepatan dihitung dari debit pengeluaran air maksimum pada spesifikasi pompa

    Multiflo MFC-390 yaitu 190 L/s. Dengan diameter pompa 300 mm, maka kecepatan

    alirnya sebesar 2,69 m/s.

    Dengan g = 9,8 m/s2, didapat:

    vd2/2g = 0,012 m

    - Head losses

    a. Gesekan

    Sesuai rumus Darcy,

    Namun untuk cara praktis, dapat digunakan grafik berikut.

  • Tugas Sistem Penyaliran Tambang Hafidha Dwi Putri A. (12111003)

    Dari grafik, head losses akibat gesekan sebesar 3,5 m.

    b. Kerugian akibat belokan pipa, dengan asumsi belokan 90

    Pada belokan pipa,

    Secara umum,

    Dengan jari-jari belokan pipa = 320 mm, maka f = 1,6.

    Sehingga didapatkan hf = 0,59 m.

    Sehingga nilai head losses = 3,5 m + 0,59 m = 4,09 m.

    Head total = 100 m + 4,09 m + 0,012 m = 104, 102 m.

    Laju pompa : 190 L/s

    Dengan penggunaan pompa dalam 1 hari selama 20 jam,

    Laju pompa dalam 1 hari : 13680 m3

    Kapasitas sump : 20000 m3

    Sehingga

    Input (debit aliran masuk) = Sump + Output (pompa)

  • Tugas Sistem Penyaliran Tambang Hafidha Dwi Putri A. (12111003)

    Periode Ulang (tahun)

    2 5 10 20 50 100

    Debit Limpasan Q (m3/s)

    0.288 0.438 0.538 0.633 0.757 0.849

    Aliran masuk tiap hari (m3)

    24,882.066 37,860.568 46,453.466 54,695.980 65,365.068 73,360.048

    Sump (m3) 20,000.000 20,000.000 20,000.000 20,000.000 20,000.000 20,000.000

    Output yang dibutuhkan (m3)

    4,882.066 17,860.568 26,453.466 34,695.980 45,365.068 53,360.048

    Kemampuan pompa (m3)

    13,680 13,680 13,680 13,680 13,680 13,680

    Kebutuhan pompa (buah)

    1 2 2 3 3 4

  • Tugas Sistem Penyaliran Tambang Hafidha Dwi Putri A. (12111003)

    Rekapitulasi BRE

    A. Data Curah Hujan Bulanan

    Dari data curah hujan harian, dilakukan penjumlahan setiap bulan sehingga menghasilkan

    data sebagai berikut.

    No Bulan Curah Hujan

    Bulanan (mm) Kategori

    1 Jan-11 238.20 Bulan basah

    2 Feb-11 142.52 Bulan kering

    3 Mar-11 276.68 Bulan basah

    4 Apr-11 309.90 Bulan basah

    5 May-11 68.05 Bulan kering

    6 Jun-11 56.00 Bulan kering

    7 Jul-11 34.00 Bulan kering

    8 Aug-11 1.50 Bulan kering

    9 Sep-11 57.10 Bulan kering

    10 Oct-11 88.90 Bulan kering

    11 Nov-11 187.00 Bulan kering

    12 Dec-11 266.70 Bulan basah

    13 Jan-12 184.25 Bulan kering

    14 Feb-12 260.50 Bulan basah

    15 Mar-12 170.20 Bulan kering

    16 Apr-12 239.00 Bulan basah

    17 May-12 71.00 Bulan kering

    18 Jun-12 53.50 Bulan kering

    19 Jul-12 120.00 Bulan kering

    20 Aug-12 5.50 Bulan kering

    21 Sep-12 0.00 Bulan kering

    22 Oct-12 35.00 Bulan kering

    23 Nov-12 234.70 Bulan basah

    24 Dec-12 363.20 Bulan basah

    25 Jan-13 327.10 Bulan basah

    26 Feb-13 157.00 Bulan kering

    27 Mar-13 269.00 Bulan basah

    28 Apr-13 241.70 Bulan basah

    29 May-13 199.20 Bulan kering

    Data tersebut dapat dinyatakan dalam grafik sebagai berikut.

  • Tugas Sistem Penyaliran Tambang Hafidha Dwi Putri A. (12111003)

    Dengan membandingkan hasil klasifikasi bulan hujan pada tabel dengan grafik, maka

    didapat kesimpulan:

    Bulan basah : November April

    Bulan kering : Mei Oktober

    Pengaruh bulan basah terhadap proses produksi adalah sebagai berikut.

    - Jalan menjadi licin, sehingga kendaraan lebih susah untuk dikendalikan. Hal ini

    selain berpengaruh pada tingkat keselamatan, juga berpengaruh pada cycle time alat.

    - Jika kandungan air dalam timbunan semakin banyak, maka kemungkinan terjadi

    longsor semakin tinggi.

    - Ketika sampai terjadi pit flooding, maka proses produksi dapat berhenti, sehingga

    akan mengakibatkan kerugian.

    B. Perhitungan Intensitas Hujan Rencana

    30 Data Curah Hujan Harian Ekstrim

    Asumsi: penentuan data terbesar dilakukan dengan mengambil data terbesar setiap

    bulan terlebih dahulu

    m Curah Hujan Harian (mm)

    Rata-rata CH

    Harian (mm) S (std deviasi dari 30 data)

    1 42.00 48 11.26

    2 79

    3 73

    4 62

    5 61

    6 59

    7 56.5

    8 54.6

    9 52

    10 52.00

    11 51.5

  • Tugas Sistem Penyaliran Tambang Hafidha Dwi Putri A. (12111003)

    12 51

    13 51

    14 51

    15 50.5

    16 50

    17 48

    18 42.00

    19 42

    20 42

    21 41

    22 40.5

    23 39

    24 38

    25 36

    26 35.5

    27 35

    28 35

    29 35

    30 35

    Reduce Variate dari Periode Ulang (yt)

    = ln( ln ( 1

    ))

    Koreksi (ym)

    = ln( ln ( + 1

    + 1 ) )

    = 30 (banyak data)

    m Yt Ym Sm (std deviasi dari ym)

    2 5 10 20 50 100

    1 0.37 1.50 2.25 2.97 3.90 4.60 3.42 0.54 1.13

    2 2.71

    3 2.28

    4 1.98

    5 1.74

    6 1.54

    7 1.36

    8 1.21

    9 1.07

    10 0.94

    11 0.82

    12 0.71

    13 0.61

    14 0.51

    15 0.41

    16 0.32

  • Tugas Sistem Penyaliran Tambang Hafidha Dwi Putri A. (12111003)

    17 0.23

    18 0.14

    19 0.05

    20 -0.04

    21 -0.12

    22 -0.21

    23 -0.30

    24 -0.40

    25 -0.50

    26 -0.60

    27 -0.72

    28 -0.85

    29 -1.01

    30 -1.23

    Curah Hujan Rencana (XT)

    = + (

    )

    Sehingga diperoleh

    Periode Ulang (tahun)

    2 5 10 20 50 100

    CH Rencana (mm) 46.31 57.59 65.06 72.22 81.50 88.44

    Intensitas Hujan Rencana

    Durasi (menit)

    I (Intensitas Hujan) mm/h

    2 5 10 20 50 100

    5 84.16 104.65 118.22 131.24 148.09 160.71

    10 53.02 65.93 74.48 82.68 93.29 101.24

  • Tugas Sistem Penyaliran Tambang Hafidha Dwi Putri A. (12111003)

    15 40.46 50.31 56.84 63.09 71.19 77.26

    30 25.49 31.69 35.80 39.75 44.85 48.67

    60 16.06 19.97 22.56 25.04 28.25 30.66

    120 10.11 12.58 14.21 15.77 17.80 19.32

    240 6.37 7.92 8.95 9.94 11.21 12.17

    720 3.06 3.81 4.30 4.78 5.39 5.85

    1440 1.93 2.40 2.71 3.01 3.40 3.69

    C. Penentuan Dimensi Saluran

    Debit Aliran

    = 0,278 dengan C (koef. Limpasan) untuk tambang = 0,9

    A (luas catchment area) = 40 ha

    Periode Ulang (tahun) 2 5 10 20 50 100

    Debit Limpasan Q (m3/s) 1.012 1.259 1.422 1.579 1.781 1.933

    Dimensi Saluran

    Penampang Segitiga

  • Tugas Sistem Penyaliran Tambang Hafidha Dwi Putri A. (12111003)

    Rumus Manning

    = 5/3 1/2

    2/3

    : => ) = 0,03

    = 10/3 0,011/2

    0,03(22)2/3

    = 10/3 0,011/2

    0,03(22)2/3

    = 1,667 8/3

    Sehingga didapatkan dimensi saluran untuk masing-masing periode ulang sebagai

    berikut.

    Periode Ulang (tahun) 2 5 10 20 50 100

    Debit Limpasan Q (m3/s)

    1.01 1.26 1.42 1.58 1.78 1.93

    h (m) 0.83 0.90 0.94 0.98 1.03 1.06

    Luas A (m2) 0.69 0.81 0.89 0.96 1.05 1.12

    D. Penentuan Kebutuhan Pompa

    Input (debit aliran masuk) = Sump + Output (pompa)

    Asumsi:

    - Pompa bekerja selama 20 jam setiap hari

    - Pipa yang digunakan: panjang = 120 m, diameter dalam pipa = 300 mm, belokan

    yang ada adalah belokan 90, dan pipa lurus.

    - Pompa yang digunakan adalah Multiflo MFC 390 (dengan melihat shutoff head

    pompa > kedalaman pit). Spesifikasi pompa dan performance curve dari Multiflo

    MFC-420 dapat dilihat pada bagian rekapitulasi EL.

    Volume bukaan = 12 Ha = 120000 m2

  • Tugas Sistem Penyaliran Tambang Hafidha Dwi Putri A. (12111003)

    Head Total

    - ha (julang statik total) : 100 m

    - Kecepatan dihitung dari debit pengeluaran air maksimum pada spesifikasi pompa

    Multiflo MFC-390 yaitu 190 L/s. Dengan diameter pompa 300 mm, maka kecepatan

    alirnya sebesar 2,69 m/s.

    Dengan g = 9,8 m/s2, didapat:

    vd2/2g = 0,012 m

    - Head losses

    a. Gesekan

    Sesuai rumus Darcy,

    Namun untuk cara praktis, dapat digunakan grafik Kerugian Gesek pada Pipa

    Lurus (Rumus Darcy).

    Dari grafik, head losses akibat gesekan sebesar 3,5 m.

    b. Kerugian akibat belokan pipa, dengan asumsi belokan 90

    Pada belokan pipa,

    Secara umum,

  • Tugas Sistem Penyaliran Tambang Hafidha Dwi Putri A. (12111003)

    Dengan jari-jari belokan pipa = 320 mm, maka f = 1,6.

    Sehingga didapatkan hf = 0,59 m.

    Sehingga nilai head losses = 3,5 m + 0,59 m = 4,09 m.

    Head total = 100 m + 4,09 m + 0,012 m = 104, 102 m.

    Laju pompa : 190 L/s

    Dengan penggunaan pompa dalam 1 hari selama 20 jam,

    Laju pompa dalam 1 hari : 13680 m3

    Kapasitas sump : 20000 m3

    Sehingga

    Input (debit aliran masuk) = Sump + Output (pompa)

    Periode Ulang (tahun)

    2 5 10 20 50 100

    Debit Limpasan Q (m3/s)

    0.304 0.378 0.427 0.474 0.534 0.580

    Aliran masuk tiap hari (m3)

    26,238.735 32,628.486 36,859.058 40,917.123 46,169.873 50,106.069

    Sump (m3) 20,000.000 20,000.000 20,000.000 20,000.000 20,000.000 20,000.000

    Output yang dibutuhkan (m3)

    6,238.735 12,628.486 16,859.058 20,917.123 26,169.873 30,106.069

    Kemampuan pompa (m3)

    13,680 13,680 13,680 13,680 13,680 13,680

    Kebutuhan pompa (buah)

    1 1 2 2 2 3