BAB III

GEOMETRI PELEDAKAN

Untuk memperoleh hasil pembongkaran batuan sesuai dengan yang diinginkan, maka

perlu suatu perencanaan peledakan dengan memperhatikan besaran-besaran geometri

peledakan. Dan salah satunya dengan menggunakan teori coba-coba atau yang sering disebut

dengan Geometri Peledakan “Rules of Thumb” (Dyno Nobel). Dasar dari penggunaan

Teori “Rules of Thumb” adalah dari percobaan para praktisi di lapangan maupun dari

produsen bahan peledak yang tujuannya ingin mempermudah dalam menentukan geometri

peledakan karena geometri yang selama ini digunakan seperti R.L. Ash (1963) dan C.J.

Konya (1972) menyajikan batasan range/konstanta untuk menentukan dan menghitung

geometri peledakan, terutama menentukan ukuran burden berdasarkan diameter lubang

tembak, kondisi batuan setempat dan jenis bahan peledak., sehingga para praktisi dilapangan

mencetuskan pendesainan geometri “Rules of Thumb” yang penggunaannya lebih simpel dan

disesuaikan dengan kondisi lapangan.

Untuk menghancurkan batuan maka bahan peledak harus ditempatkan dalam batuan

itu sendiri dengan jarak tertentu dibelakang bidang bebas atau disebut free face. Masa batuan

tersebut harus memiliki satu atau lebih free face. Geometri peledakan terdiri dari burden,

spacing, sub-drilling, stemming, dan kedalaman lubang bor, seperti terlihat pada Gambar

III.1.

GAMBAR III.1

DIAGRAM DESAIN PELEDAKAN PADA BENCH

1

1. Burden

Burden dapat didefinisikan sebagai jarak dari lubang bor terhadap bidang bebas

(free face) yang terdekat pada saat terjadi peledakan. Peledakan dengan jumlah baris

(row) yang banyak, true burden tergantung penggunaan bentuk pola peledakan yang

digunakan delay detonator dari tiap-tiap baris delay yang berdekatan akan menghasilkan

free face yang baru. Burden juga berpengaruh pada fragmentasi dan efek peledakan

(gambar III.2).

Burden merupakan variabel yang sangat penting dan kritis dalam mendesain

peledakan. Dengan jenis bahan peledak yang dipakai dan jenis batuan yang dihadapi,

terdapat jarak maksimum burden agar hasil ledakan menjadi baik.

Jarak burden sangat erat hubungannya dengan besar kecilnya lubang bor yang

digunakan, secara garis besar jarak burden optimum adalah:

Burden = (25 – 40) x Blast Hole Diameter.............................................(3.2)

GAMBAR III.2

PENGARUH BURDEN BAGI HASIL PELEDAKAN

Berikut ini persamaan untuk menghitung burden :

a. Menurut C.J. Konya

B=3 ,15 .De .3√ SGe

SGr

Keterangan:

B = burden (ft)

De = diameter lubang tembak (inch)

SGe = specific gravity bahan peledak

2

SGr = specific gravity batuan yang diledakkan

b. Menurut Langefors

V=db33 √ P . S

c . f .( E/V )Keterangan:

V = burden (m)

db = diameter mata bor (mm)

P = derajat packing (1 – 1,6 kg/dm3)

S = kekuatan bahan peledak

f = derajat fraction (jika lubang vertikal = 1)

c = konstanta batuan (0,45)

E = spacing (m)

E/V = perbandingan spacing dengan burden

c. Menurut Anderson

B=√d .L

Keterangan:

B = burden (ft)

d = diameter mata bor (inch)

L = kedalaman lubang bor (ft)

d. Menurut R.L. Ash

B=Kb .d

12

Keterangan:

B = burden (ft)

Kb = burden ratio (14 – 49 ; harga rata-rata 30)

d = diameter mata bor (inch)

2. Spacing

Spacing adalah jarak antara lubang tembak dalam satu baris (row) dan diukur

sejajar terhadap pit wall. Biasanya spacing tergantung pada burden, kedalaman lubang

bor, letak primer, waktu tunda, dan arah struktur bidang batuan. Yang perlu diperhatikan

dalam memperkirakan spacing adalah apakah ada interaksi antar charges yang

berdekatan. Bila masing-masing lubang bor diledakkan sendiri-sendiri dengan interval

3

waktu yang cukup panjang, untuk memungkinkan setiap lubang bor meledak dengan

sempurna, tidak akan terjadi interaksi antar gelombang energi masing-masing. Kalau

waktu tunda diperpendek maka akan terjadi interaksi sehingga menyebabkan efek yang

kompleks.

Spacing merupakan fungsi daripada burden dan dihitung setelah burden

ditetapkan terlebih dahulu. Spacing yang lebih kecil dari ketentuan akan menyebabkan

ukuran batuan hasil peledakan terlalu hancur. Tetapi jika spacing lebih besar dari

ketentuan akan menyebabkan banyak terjadi bongkah (boulder) dan tonjolan (stump)

diantara dua lubang ledak setelah peledakan. Pada Geometri Rules of Thumb menerapkan

peledakan dengan pola equilateral (segitiga sama sisi) dan beruntun tiap lubang ledak

dalam baris yang sama.

Spacing = 1,15 x Burden………………………………………………….(3.3)

Berikut ini persamaan untuk menghitung spacing :

a. Menurut C.J. Konya

S=√B .L

Keterangan:

S = spacing (m)

L = kedalaman lubang ledak (m)

B = burden (m)

b. Menurut Langefors

E=1 ,25 .V

Keterangan:

E = spacing (m)

V = burden (m)

c. Menurut R.L. Ash

S=Ks. B

Keterangan:

S = spacing (ft)

Ks = spacing ratio (1-3; rata-rata 1,5)

B = burden (ft)

3. Diameter Lubang Ledak / Blast Hole Diameter

4

Ukuran diameter lubang tembak merupakan faktor yang penting dalam merancang

suatu peledakan, karena akan mempengaruhi dalam penentuan jarak burden dan jumlah

bahan peledak yang digunakan pada setiap lubangnya. Untuk diameter lubang tembak

yang kecil, maka energi yang dihasilkan akan kecil. Sehingga jarak antar lubang bor dan

jarak ke bidang bebas haruslah kecil juga, dengan maksud agar energi ledakan cukup kuat

untuk menghancurkan batuan. Begitu pula sebaliknya.Pemilihan diameter lubang ledak di

didalam teori “Rules of Thumb” dipengaruhi oleh besarnya tinggi jenjang / bench

height . Namun dalam pengamatan saya kali ini pemilihan diameter lubang ledaknya

berdasarkan laju produksi yang direncanakan. Karena makin besar diameter lubang akan

diperoleh laju produksi yang besar pula dengan persyaratan alat bor dan kondisi lapangan

yang baik. Berikut adalah formula dari teori “Rules of Thumb” dalam penentuan

diameter lubang ledak:

Blast Hole Diametre (mm) ≤ 15 x Bench Height (m)……………..…….(3.1)

4. Sub-drilling

Subdrilling adalah tambahan kedalaman daripada lubang bor dibawah rencana

lantai jenjang. Subdrilling perlu untuk menghindari problem tonjolan pada lantai (toe),

karena dibagian ini adalah tempat yang paling sukar diledakkan. Dengan demikian,

gelombang ledak yang ditimbulkan pada lantai dasar jenjang yang akan bekerja secara

maksimum.

Tujuan dari sub-drilling adalah supaya batuan bisa meledak secara full face

sebagaimana yang diharapkan. Tonjolan-tonjolan pada lantai (floor) yang terjadi setelah

dilakukan peledakan akan menyulitkan peledakan selanjutnya, atau pada waktu pemuatan

dan pengangkutan Besarnya KJ tergantung dari struktur dan jenis batuan, serta arah

lubang bor. Pada batuan yang miring KJ yang dibutuhkan lebih kecil. Terkadang pada

lubang bor yang vertikal juga sering tidak diperlukan adanya sub-drilling, misalnya

pada coal stripping atau rock quarry tertentu.

Subdrilling = (3 – 15) x Blast Hole Diameter.........................................(3.4)

Nilai subdrilling dapat ditentukan dengan menggunakan rumus-rumus berikut:

1. Menurut C.J. Konya

SD=Ks . B

Keterangan:

SD = subdrilling (ft)

Ks = antara 0,3 sampai 0.5

5

B = burden (ft)

2. Menurut R.L. Ash

J=Kj . B

Keterangan:

J = subdrilling (ft)

Kj = subdrilling ratio (rata-rata 0,33 dan minimum 0,3)

B = burden (ft)

5. StemmingStemming adalah panjang isian lubang ledak yang tidak diisi dengan bahan

peledak tapi diisi dengan material seperti tanah liat atau material hasil pemboran

(cutting), dimana stemming berfungsi untuk mengurung gas yang timbul sehingga air

blast dan flyrock dapat terkontrol. Untuk bahan stemming batuan hasil dari crushing jauh

lebih baik daripada cutting rock (material bekas pemboran). Namun dalam hal ini panjang

stemming juga dapat mempengaruhi fragmentasi batuan hasil peledakan. Dimana

stemming yang terlalu panjang dapat mengakibatkan terbentuknya bongkah apabila energi

ledakan tidak mampu untuk menghancurkan batuan di sekitar stemming tersebut, dan

stemming yang terlalu pendek bisa mengakibatkan terjadinya batuan terbang dan

pecahnya batuan menjadi lebih kecil (Gambar III.3).

Panjang pendeknya stemming juga akan mempengaruhi hasil dari peledakan, jika

stemming terlalu panjang, maka :

a. Ground vibration tinggi (getar tinggi)

b. Lemparan kurang

c. Fragmentasi area jelek

d. Suara kurang

Jika stemming terlalu pendek :

a. Fragmentasi diarea bawah jelek

b. Terdapat toe di floor (tonjolan di floor)

c. Terjadi flying rock (batu terbang)

d. Suara keras (noise) or (airblast)

Stemming ≥ 20 x Blast Hole Diametre or (0,7 – 1,2) x Burden…………. (3.5)

Rumus-rumus menghitung stemming antara lain:

Menurut C.J. Konya

6

T=Kb+ OB2

Keterangan:

T = stemming (m)

Kt = 0.17 sampai 1 kali B

B = burden (m)

OB = overburden (m)

Menurut R.L Ash

T=Kt .B

Keterangan:

T = stemming (ft)

Kt = stemming ratio (0,5-1; rata-rat 0,7)

B = burden (ft)

6. Kedalaman Lubang Tembak / Blast Hole Depth

Kedalaman lubang ledak tergantung pada ketinggian bench, burden, dan arah

pemboran. Kedalaman lubang tembak merupakan penjumlahan dari besarnya stemming

dan panjang kolom isian bahan peledak. Kedalaman lubang ledak biasanya disesuaikan

dengan tingkat produksi (kapasitas alat muat) dan pertimbangan geoteknik.

Blast Hole Depth = Bench Height + Subdrilling………………………… (3.7)

Kedalaman lubang tembak tidak boleh lebih kecil dari burden. Hal ini untuk menghindari

terjadinya overbreaks atau cratering. Disamping itu letak primer menentukan kedalaman

lubang bor. Berdasarkan arah lubang ledak maka kedalaman lubang ledak dapat

ditentukan dengan rumus:

Untuk lubang ledak vertikal

H=L+J

Keterangan:

H = kedalaman lubang ledak (m)

L = tinggi bench (m)

J = subdrilling (m)

Untuk lubang ledak miring

7

H= Lcosα

+J

Keterangan:

H = kedalaman lubang ledak (m)

L = tinggi bench (m)

J = subdrilling (m)

α = sudut kemiringan lubang ledak terhadap bidang vertical.

7. Bench Height/Tinggi Jenjang

Tinggi jenjang berhubungan erat dengan parameter geometri peledakan kainnya

dan ditentukan terlebih dahulu atau terkadang ditentukan kemudian setelah parameter

atau aspek - aspek lainnya diketahui. Tinggi jenjang maksimum biasanya dipengaruhi

oleh kemampuan alat bor dan ukuran mangkok serta tinggi jangkauan alat muat.

GAMBAR III.3

PENGARUH DIAMETER LUBANG TEMBAK BAGI TINGGI STEMMING

Umumnya peledakan pada tambang terbuka dengan diameter lubang besar, tinggi

jenjang berkisar antara 10 -15 m. pertimbangan lain yang harus diperhatikan adalah

kestabilan jenjang jangan sampai runtuh, baik karena daya dukungnya lemah atau akibat

getaran peledakan. Dapat disimpulkan bahwa dengan jenjang yang pendek memerlukan

diameter lubang bor yang kecil, sementara untuk diameter lubang bor yang besar dapat

diterapkan pada jenjang yang lebih tinggi.

8

Bench Height ≥ Blast Hole Diametre / 15………………………………... (3.6)

8. Charge Length / Panjang Kolom Isian Bahan Peladak

Bagian dari lubang tembak yang berisikan bahan peledak dan juga primer. Dalam

perhitungan besarnya kolom isian bahan peledak menggunakan rumus sebagai berikut :

Charge Length = ≥ 20 x Blast Hole Diametre……………………………. (3.7)

9. Powder Factor (PF)

Powder factor adalah perbandingan antara jumlah bahan peledak dengan berat

batuan yang diledakkan. Adapun rumus perhitungannya adalah sebagai berikut :

PF = 0.5 – 1 Kg per Square Meter of Face………………………………... (3.8)

10. Fragmentasi

Kepentingan dari fragmentasi tidak bisa diremehkan karena pada tingkatan yang

luas fragmentasi merupakan ukuran dari suksesnya peledakan, hal ini mempengaruhi

biaya operasional dan perawatan dari operasi-operasi selanjutnya serta termasuk

pengoperasian alat berat seperti penggalian atau pemuatan, pengangkutan dan crushing.

Oleh karena itu pengeboran dan peledakan sangat berhubungan dengan optimasi operasi-

operasi selanjutnya. Fragmentasi yang buruk menghasilkan oversize atau bongkahan

besar yang mengakibatkan bertambahnya biaya penghancuran sekunder untuk

mengurangi ukurannya sampai pada ukuran yang dapat diolah secara ekonomis, aman dan

efisien dengan alat-alat angkut dan muat. Faktor fragmentasi batuan dapat digolongkan

dalam tiga kelompok parameter:

a. Parameter peledak, mencakup densitas, kecepatan detonasi, volume gas dan energi

yang tersedia.

b. Parameter pemuatan lubang ledak, mencakup diameter lubang ledak, stemming, de-

coupling, serta tipe dan titik inisiasi.

c. Parameter batuan yang berhubungan dengan densitas batuan, kekuatan (compressive

dan tensile), tekstur dan kecepatan propagasi.

Produksi berlebih dari batuan undersize atau berukuran halus juga tidak

diinginkan karena mengindikasikan penggunaan berlebih yang tidak berguna dari bahan

peledak, pengurangan ukuran yang ekonomis dapat dicapai dengan penggunaan instalasi

crushing yang sesuai. Biar bagaimanapun dibawah kondisi tertentu, fragmentasi dapat

9

diperbaiki dengan mengadopsi salah satu atau lebih lengkah berikut (diterapkan dalam

peledakan bench):

1. Mengurangi spacing antara lubang yang saling sejajar dalam baris.

2. Mengurangi jarak burden.

3. Menggunakan detonator dengan short delay.

Sangat penting mengetahui fragmentasi hasil peledakan secara teoritis sebelum

peledakan dilakukan. Peramalan fragmentasi dengan memperhitungkan factor geologi

disamping beberapa parameter peledakan lain biasanya dilakukan dengan cara Kuz-Ram

(Cunningham, 1983). Cara ini terdiri dari dua persamaan, yaitu:

1. Persamaan Kuznetsov untuk mencari ukuran rata-rata dari hasil peledakan dalam

cm.

Keterangan,

X = ukuran rata-rata dari hasil peledakan (cm)

A = Faktor batuan

7 untuk batuan medium strength

10 untuk batuan keras yang berjoint intensif

13 untuk batuan keras dengan sedikit joint

sebaiknya antara 8 – 12 (Cunningham, 1983)

Blastability index (BI) x 0,15 (Lily, 1986)

Vo = volume batuan dalam m3 per lubang ledak

(burden x spacing x tinggi bench)

Qe = Massa bahan peledak yang digunakan tiap lubang ledak (kg)

E = Kekuatan berat relative bahan peledak

(ANFO = 100 ; TNT = 115)

2. Persamaan Rosin-Ramler untuk mencari material yang tertahan pada saringan.

Keterangan,

R = Perbandingan material yang tertahan pada saringan

10

X=A ( VoQe )

0,8

. Qe1

6( E115 )

−1930

R=e−( x

x c )n

. 100 % X c=( X̄0. 693 )

1n

X = Ukuran screen

Xc = Karakteristik dari ukuran batuan

n = index keseragaman

= (2,2 – 14 B/d) (1 – W/B) (1 + (A’ – 1)/2) L/H . SF

B = burden

d = Diameter lubang tembak (mm)

W = standart deviasi dari kedalaman lubang bor (m)

A’ = spacing / burden

L = panjang charge di atas level (m)

H = tinggi bench (m)

SF = staggered factor (Jika memakai staggered drilling pattern maka n

dinaikkan 10 %)

= 1,1 untuk pemakaian staggered drilling pattern.

11