38

BAB IITOPIK BAHASANA. Latar Belakang Pemilihan TopikPT. Bukit Asam (Persero) Tbk merupakan perusahaan tambang batubara dengan Izin Usaha Pertambangan (IUP) seluas 15.500 Ha, dan merupakan Badan Usaha Milik Negara (BUMN) yang bergerak dalam usaha pertambangan batubara dan bertugas memasok kebutuhan batubara ke PLTU Suralaya agar suplai kebutuhan listrik Pulau Jawa dan sekitarnya dapat terpenuhi. Oleh karena itu jumlah kebutuhan batubara semakin hari semakin meningkat. Solusi yang tepat yaitu dengan mengoptimalkan kegiatan produksi batubara.Penjelasan dalam pemilihan latar belakang topik disini, penulis akan mengangkat topik tentang Perhitungan Kebutuhan Alat Gali Muat Dan Alat Gali Angkut Pada Pengupasan Overburden dan Batubara di Lokasi PIT Tambang Air Laya (Extension Timur-Selatan) PT. Bukit Asam (Persero) Tbk, Tanjung Enim, Sumatera Selatan.Tambang Air Laya (TAL) ini merupakan site terbesar di Izin Usaha Pertambangan (IUP) PT. Bukit Asam (Persero), Tbk yang beroperasi dengan teknologi penambangan terbuka secara berkesinambungan (continous mining) dan shovel and truck, yang mana proses pengerjaannya dilaksanakan oleh pihak ketiga / kontraktor yaitu PT. Pama Persada Nusantara.

38B. Kajian Teoritis1. Metode PenambanganMetode penambangan secara umum terbagi menjadi dua macam antara lain tambang terbuka yang biasa disebut tambang permukaan (surface mining) dan tambang dalam atau juga sering disebut tambang bawah tanah (underground mining). Tambang terbuka biasanya dilakukan dengan cara pengupasan overburden atau lapisan tanah penutup untuk mendapatkan material yang telah direncanakan sebagai target produksi. Pada surface mining, semua aktivitasnya berhubungan langsung dengan udara luar. Sedangkan underground mining dilakukan tanpa berhubungan langsung dengan udara luar. Kegiatan penambangannya didahului dengan pembuatan jalan masuk tambang dan juga membuat sirkulasi udara yang sesuai dengan kebutuhan alat dan kebutuhan manusia. Dibutuhkan perhitungan penyanggaan yang tepat dalam pembuatan tambang dalam.Pemilihan kedua metode tersebut di atas yaitu berdasarkan dari tingkat teknis yang ada saat ini dan keekonomisan bahan galian tersebut apabila dilakukan penambangan. Terdapat beberapa faktor yang dapat mempengaruhi tingkat keekonomisan suatu tambang. Salah satunya adalah besarnya biaya operasi penambangan untuk melakukan kegiatan produksi. Pengertian produksi adalah banyaknya material yang dapat dipindahkan atau digali per satuan waktu. Produktivitas adalah jumlah produksi per alat. Pada umumnya kapasitas produksi dihitung berdasarkan volume (m3 atau cuyd), pada batubara kapasitas produksi dinyatakan dalam ton. Kapasitas alat adalah jumlah material yang dapat diisi, dimuat atau diangkut oleh suatu alat. Pabrik pembuatan alat akan memberikan spesifikasi unit alat termasuk kapasitas teoritisnya. Kapasitas aktual alat berkaitan erat dengan faktor pengembangan material atau sering disebut swell factor. Hal ini disebabkan adanya penambahan volume akibat pemberaian material insitu atau pengurangan volume akibat pemadatan material loose.Dalam perhitungannya, jumlah material umumnya dinyatakan dalam volume aslinya di tempat (insitu), walaupun yang diangkut atau dimuat sebenarnya adalah material lepas (loose). Ada tiga bentuk volume material yang mempengaruhi perhitungan pemindahannya, yaitu dinyatakan dalam bank cubic meter (BCM) yaitu volume material sebelum adanya gangguan seperti kegiatan ripping atau penggaruan, loose cubic meter (LCM) merupakan volume dari material setelah adanya kegiatan penggalian dan compacted cubic meter (CCM) adalah volume dari material setelah adanya kegiatan pemadatan. Densitas merupakan faktor penting yang menentukan berat bahan yang digali dari alat angkut dengan kapasitas angkut dan kapasitas gali per BCM.Banyak faktor yang mempengaruhi kelancaran dari suatu proses operasi penambangan, yaitu:

a. Ketersediaan AlatKesediaan alat berat yang akan dioperasikan berpengaruh terhadap kelancaran operasi penambangan yang dilakukan. Untuk menghindari adanya hambatan operasi yang disebabkan oleh rusaknya alat, maka alat - alat yang digunakan harus selalu diperiksa agar tidak mengalami kerusakan pada waktu dioperasikan.b. Efisiensi Operator.Efisiensi operator (Operator Efficiency) merupakan faktor manusia yang menggerakkan alat-alat yang sukar untuk ditentukan efisiensinya, secara tepat, karena selalu berubah-ubah dari hari ke hari bahkan dari jam ke jam, tergantung dari keadaan cuaca (alam), kondisi alat yang dikemudikannya, suasana kerja, ketinggian area kerja, dan lain-lain. Kadang-kadang suatu perangsang dalam bentuk upah tambahan (incentive) dapat mempertinggi efisiensi operator.Sebenarnya efisiensi operator tidak hanya dipengaruhi oleh kemalasan pekerjaan itu, tetapi juga karena kelambatan-kelambatan dan hambatan-hambatan yang tak mungkin dihindari, seperti melumasi kendaraan, mengganti suku cadang yang aus, membersihkan bagian-bagian terpenting setelah sekian jam alat dipakai, memindahkan peralatan ke tempat lain, tidak adanya keseimbangan antara alat-alat angkut dan alat-alat muat, menunggu suatu peledakan pada daerah yang akan dilalui, perbaikan jalan, dan lain-lain. Karena hal-hal tersebut di atas, sangat jarang selama satu jam itu operator benar-benar bekerja penuh selama 60 menit. Berdasarkan pengalaman, maka bila operator dapat bekerja selama 50 menit dalam satu jam, ini berarti efisiensinya adalah 83%, maka hal itu dianggap baik sekali jika alatnya menggunakan ban karet.Jadi dalam menentukan jumlah waktu yang dibutuhkan untuk menyelesaikan suatu pekerjaan harus diingat juga efisiensi pekerja-pekerjanya.c. Keadaan Lapangan.Bentuk topografi suatu daerah yang akan dilakukan suatu kegiatan pengupasan akan menentukan pada macam atau jenis alat yang digunakan untuk pengupasan. Alat gali yang digunakan harus dapat memanfaatkan gaya gravitasi untuk pendorongan material. Untuk penggunaan wheel loader lebih cocok dan baik jika digunakan untuk menggali permukaan topografi yang landai dan rata, sedangkan excavator lebih cocok digunakan pada topografi yang curam ataupun berjenjang.d. Efisiensi Kerja.Dalam merencanakan suatu proyek, produktivitas per jam alat yang diperlukan adalah produktivitas standar dari alat tersebut pada kondisi ideal dikalikan dengan faktor efisiensi kerja. Efesiensi kerja tergantung faktor topografi, keahlian operator, pemilihan standar pemeliharaan, dan sebagainya yang menyangkut operasi alat.Dalam kenyataannya memang sulit menentukan besarnya efisiensi kerja alat, tetapi dengan dasar pengalaman dapat ditentukan efisiensi yang mendekati kenyataan.2. Produktivitas Peralatan Mekanis.Pada produktivitas alat mekanis, maka kita dapat menggunakan perhitungan kemampuan dari alat-alat mekanis tersebut, menurut para ahli (Hartman, Howard L, tahun 1992) dapat digunakan persamaan sebagai berikut:a. Produktivitas ExcavatorExcavator berfungsi sebagai alat gali sekaligus memuat tanah dan batubara ke dalam dump truck yang akan diangkut ke lokasi penimbunan

Sumber :dokumentasi penulis Gambar 20. Hydraulic excavator PC 2000

Produktivitas Hyrddaulic Excavator: Q = q E Dimana : Q: Produktivitas (m3/hr; yd2/hr) Cm: Cycle Time (s) E: Efisiensi Kerja Production per cycle (Kapasitas Efektif) q= q1 k sf density Dimana : q1 : Kapasitas Alat Muat (m 3) K: Bucket Fill Factor (Factor Isian Mangkuk) Sf: Swell FactorCatatan :Jika faktor pengali = 3600, maka satuan waktu cycle time yang digunakan yaitu detikJika faktor pengali = 60, maka satuan waktu cycle time yang digunakan yaitu menit.b. Produktivitas High Dump

Sumber : dokumentasi penulis Gambar 21. High Dump HD 785Produktivitas High Dump: P = C 60 Et Cm Dimana : Q: Produktivitas (m3/hr; yd2/hr) Cmt: Cycle time (Menit) Et: Efisiensi KejaProduction per cycle (Kapasitas Efektif) C = n q1 k sf density Dimana : n:Jumlah Pengisian (m3) q1: Kapasitas Alat angkut k: Bucket fill factor (faktor Isian Mangkuk) sf: Sweel factorc. Produktivitas Bulldozer.Bulldozer (alat - gali) berfungsi sebagai alat bantu bagi excavator dalam melakukan penggalian dan pengumpulan batubara dan tanah.

Sumber : dokumentasi penulis Gambar 22. Bulldozer

Produktivitas Ripping Bulldozer:

Keterangan :Full time ripping (no pushing or dozing assignment)QR= Produktivitas Ripping per Cycle (BCM)RS= Spasi Ripping (m) = 0,5 m RP= Penetrasi Ripper (m) = 1,231m RD= Jarak Ripping (m) = 19,68 m Cmt= Cycle TimeP = Produksi ripping per jam

3. Faktor yang Mempengaruhi ProduktivitasAdapun beberapa faktor yang mempengaruhi produktivitas, antara lain :a. Pola Pemuatan Pola pemuatan yang digunakan tergantung pada kondisi lapangan operasi pengupasan serta alat mekanis yang digunakan dengan asumsi bahwa setiap alat angkut yang datang, mangkuk (bucket) alat gali-muat sudah terisi penuh dan siap ditumpahkan. Setelah alat angkut terisi penuh segera keluar dan dilanjutkan dengan alat angkut lainnya sehingga tidak terjadi waktu tunggu pada alat angkut maupun alat gali - muatnya. Pola pemuatan pada operasi pengangkutan di tambang terbuka dikelompokkan berdasarkan posisi back hoe terhadap front penggalian dan posisi dump truck terhadap back hoe. Untuk lebih jelasnya akan dijelaskan seperti berikut ini :1) Berdasarkan pada posisi alat gali muata) Top LoadingYaitu kedudukan alat gali muat lebih tinggi dari alat angkut dimana alat gali muat berada di atas tumpukan material atau berada di atas jenjang.

Sumber : dokumentasi penulis Gambar 23. Pola Pemuatan Top Loading

b) Bottom LoadingPola pemuatan dimana alat gali muat dan alat angkut terletak pada satu ketinggian yang sama.

Sumber : dokumentasi penulisGambar 24. Pola Pemuatan Bottom Loading2) Berdasarkan penempatan posisi alat angkuta) Single back upYaitu alat angkut memposisikan diri untuk dimuat pada satu tempat dan alat angkut berikutnya menunggu alat angkut pertama dimuati sampai penuh, setelah alat angkut pertama berangkat maka alat angkut kedua memposisikan diri untuk dimuati dan seterusnya.b) Double back upYaitu alat angkut memposisikan diri untuk dimuati pada dua tempat, kemudian alat gali muat mengisi salah satu alat angkut sampai penuh setelah itu mengisi alat angkut kedua yang sudah memposisikan diri di sisi lain sementara alat angkut kedua diisi, alat angkut ketiga memposisikan diri di tempat yang sama dengan alat angkut pertamadan seterusnya.3) Berdasarkan Posisi Pemuatana) Frontal CutPada pola ini back hoe memuat pertama pada dump truck sebelah kanan sampai penuh dan berangkat, setelah itu dilanjutkan pada dump truck sebelah kiri.b) Parallel Cut With Turn Drive ByBack hoe bergerak melintang dan sejajar dengan front penggalian. Pola ini digunakan bila lokasi pemuatan berdekatan dengan lokasi penimbunan.4. Faktor Material.Lapisan tanah penutup(overburden) adalah semua lapisan tanah/batuan yang berada di atas dan langsung menutupi lapisan bahan galian berharga sehingga perlu disingkirkan terlebih dahulu sebelum dapat menggali bahan galian berharga tersebut. Lapisan tanah penutup (overburden)yang dapat ditemui umumnya dikelompokkan menjadi beberapa sifat yaitu :a. Material yang sangat mudah digali (sangat lunak)1) Material yang mengandung sedikit air, misalnya pasir, tanah biasa, kerikil, campuran pasir dengan tanah biasa.2) Material yang banyak mengandung air, misalnya pasir lempungan, lempung pasiran, lumpur dan pasir yang banyak mengandung air.b. Material yang lebih keras (lunak)Misalnya tanah biasa yang bercampur kerikil, pasir yang bercampur dengan kerikil, pasir yang kasar.1) Material yang setengah keras (sedang)Misalnya batubara, shale (clay yang sudah mulai kompak), batuan kerikil yang mengalami sedimentasi dan pengompakan, batuan beku yang sudah mulai lapuk, dan batuan - batuan beku yang mengalami banyak rekahan.a) Material yang kerasMisalnya sandstone, limestone, slate, vulcanic tuff, batuan beku yang mulai lapuk, mineral - mineral penyusun batuan yang telah mengalami sementasi dan pengompakan.b) Material sangat kerasMisalnya batuan-batuan beku dan batuan - batuan metamorf, contohnya granit, andesit, slate, kwarsit dan sebagainya.Keadaan material yang akan digali sangat mempengaruhi suatu proses penambangan. Misalnya material tanah penutup dijumpai dalam bentuk lapisan tanah pucuk (top soil) yang mengandung humus, tanah penutup lunak, dan tanah penutup keras. Jenis material tersebut akan menentukan besarnya produksi alat dan cara pengoperasiannya. Bentuk lapisan tanah penutup, ukuran ketebalan dan luasnya akan menentukan volume keseluruhan sehingga dengan faktorpengembangantertentu dapat digunakan untuk mencari dan menentukan lokasi penampungan material hasil penggalian.5. Faktor Isian MangkukFaktor isian mangkuk (fill factor) adalah presentase volume yang sesuai atau sesungguhnya dapat disikan ke dalam bak (vessel) truk dibandingkan dengan kapasitas teoritisnya. Suatu bak (vessel) truk yang mempunyai faktor isi 87%, artinya 13% volume vessel itu tidak dapat diisi. Mangkuk (bucket) dari excavator memiliki faktor isi lebih dari 100% karena dapat diisi munjung (heaped).

Keterangan : Ft= Faktor isian Vn= Kapasitas nyata mangkuk alat gali-muat, m3 Vs= Kapasitas baku mangkuk alat gali muat, m3.Faktor-faktor yang mempengaruhi pengisian mangkuk, antara lain :a. Kandungan air, dimana semakin besar kandungan air maka faktor pengisian semakin kecil, karena terjadi pengurangan volume material.b. Ukuruan material, semakin besar ukuran material maka faktor pengisian akan semakin kecil.c. Keterampilan dan kemampuan operator, dimana operator yang berpengalaman dan terampil dapat memperbesar faktor pengisian mangkuk. Kemampuan operator dalam menangani alat pada pekerjaan tertentu dibagi menjadi :1) Operator kelas 12) Operator kelas 23) Operator kelas 36. Waktu Edar (Cycle time).Waktu edar (cycle time) merupakan waktu yang diperlukan alat mulai dari aktivitas pengisian atau pemuatan (loading). Pengangkutan (hauling) untuk truk an sejenisnya atau swing untuk bakchoe dan shovel, pengosongan (dumping), kembali kosong dan mempersiapkan posisi (manuver) untuk diisi atau dimuat. Disamping aktivitas-aktivitas tersebut terdapat pula waktu menunggu (delay time) bila terjadi antrian untuk mengisi atau memuat. Komponen waktu edar (cycle time) untuk alat dorong, misalnya bulldozer adalah waktu dorong material sampai jarak tertentu, waktu kembali mundur, manuver, maupun siap dorong kembali.Waktu edar (cycle time) terdiri dari dua jenis, yaitu waktu tetap (fixed time) dan waktu variabel (variable time). Jadi waktu edar total adalah penjumlahan waktu tetap dan waktu variabel. Yang termasuk ke dalam waktu tetap adalah waktu pengisian adalah waktu pengisian atau pemuatan termasuk manuver dan menunggu, waktu pengosongan muatan, waktu membelok dan mengganti gigi dan percepatan, sedangkan waktu variabel adalah waktu mengangkut muatan dan kembali kosong.a. Waktu Edar Alat Gali-MuatWaktu edar alat gali-muat dapat dirumuskan sebagai berikut :Ctgm = Tm1 + Tm2 + Tm3 + Tm4Keterangan :Ctgm= waktu edar alat gali-muat (detik)Tm1= waktu menggali material (detik)Tm2= waktu putar dengan bucket terisi (detik)Tm3= waktu menumpahkan muatan (detik)Tm4= waktu putar dengan bucket kosong (detik).b. Waktu Edar Alat AngkutWaktu edar alat angkut dapat dirumuskan sebagai berikut :Cta = Ta1 + Ta2 + Ta3 + Ta4 + Ta5 + Ta6Keterangan :Cta= waktu edar alat angkut (menit)Ta1= waktu mengambil posisi untuk dimuati (menit)Ta2= waktu diisi muatan (menit)Ta3= waktu mengangkut muatan (menit)Ta4= waktu mengambil posisi untuk penumpahan (menit)Ta5= waktu pengosongan muatan (menit)Ta6= waktu kembali kosong (menit).7. Keserasian KerjaUntuk mendapatkan hubungan kerja yang serasi antara alat gali muat dan alat angkut, maka produktivitas alat gali muat harus sesuai dengan produktivitas alat angkut. Faktor keserasian alat gali muat dan alat angkut didasarkan pada produktivitas alat gali muat dan produktivitas alat angkut, yang dinyatakan dalam Match Factor (MF). Secara perhitungan teoritis, prduktivitas alat gali muat haruslah sama dengan prduktivitas alat angkut, sehingga perbandingan antara alat angkut dan alat gali muat mempunyai nilai satu, yaitu :Produksi alat gali muat = jumlah alat angkut yang beroperasi perjam.

MF = Keterangan : MF= Match Factor atau Faktor Keserasian n= Banyak Pengisian siap satu alat angkut Na= Jumlah Alat angkut dalam kombinasi kerja (Unit) Nm= Jumlat Alat gali-muat dalam kombinasi Kerja (Unit) CTa= Waktu edar rata rata alat angkut (sekon) CTm = Waktu edar rata rata alat gali-muat (sekon)Bila hasil perhitungan diperoleh :a. MF < 1, artinya alat muat bekerja kurang dari 100%, sedangkan alat angkut bekerja 100% sehingga terdapat waktu tunggu bagi alat muat karena menunggu alat angkut yang belum datang.b. MF = 1, artinya alat muat dan angkut bekerja 100%, sehingga tidak terjadi waktu tunggu dari kedua jenis alat tersebut.c. MF > 1, artinya alat muat bekerja 100%, sedangkan alat angkut bekerja 1 maka alat angkut yang menunggu alat muat.2. Perhitungan Kebutuhan Alat Gali-Muat dan Alat Angkut Untuk Pengupasan Batubara.d. Perhitungan Produktivitas Alat Gali Muat Hydraulic Escavator PC 800 untuk Pengupasan Batubara. Kapasitas Bucket (q1)= 3,4 m3 Efesiensi Kerja (E)= 0,75 Cycle Time (Cm)= 31,82 Sekon Bucket Fill Factor(K)= 0,9 Swell Factor(Sf)= 0,74Q = q E q = q1 k sf density = 3,4 0,9 0,74 1,3 = 2,94 ton/Bucket Maka ; Q = q E = 2,94 3600 0,75 23,91 = 331,99 ton/JamMaka produktivitas alat gali muat Hydraulic Excavator PC 800 untuk loading batubara sebesar 331,99 ton/jam.e. Perhitungan Produktivitas Alat Angkut Dumptruck Hino 500 Fm 320 Ti untuk Batubara Kapasitas Bucket (q1)= 3,4 m3 Efesiensi Kerja (E)= 0,75 Cycle Time (Cm)= 23,91 Sekon Bucket Fill Factor(K)= 0,9 Swell Factor(Sf)= 0,8

P = C 60 Et Cm C = n q1 k sf density = 7 3,4 0,9 0,74 1,3 = 20,61 ton Maka ; P = C 60 Et Cm = 20,61 60 0,8 16,65 = 59,42 Ton/JamMaka produktivitas alat angkut Dumptruck Hino 500 Fm 320 TI untuk batubara adalah sebesar 59,42 Ton/jamf. Perhitungan Keserasian Kerja Alat Gali Muat dan Alat Angkut untuk Batubara (1 unit Hydraulic Escavator PC 800 dengan 7 Unit Dump Truk Hino 500 Fm 320 TI)

MF =

= = 1,17 Jadi secara actual karena MF > 1 maka alat angkut yang menunggu alat muat.

Agar didapat nilai Match Factor (MF) = 1 maka perlu merubah jumlah alat angkut yang digunakan. Untuk menghitung jumlah alat angkut yang diperlukan maka dilakukan peritungan sebagai berikut:

MF = Maka jumlah alat angkut (Y) :

1 = 1 = 0,167 Y

Y = Y= 5,99 = 6 unitJadi agar tidak terjadi antrian pada alat angkut maka perlu merubah jumlah alat angkut yang digunakan yaitu dengan mengurangi jumlanya menjadi 6 unit.Dari hasil perhitungan diatas dengan pengurangan jumlah alat angkut menjadi 6 unit maka dapat kita buktikan apakah pengurangan alat tersebut akan mendekati nilai match factor (MF) = 1

MF =

= = 1,005Jadi dapat disimpulkan dengan pengurangan alat angkut sebanyak 1 unit menjadi 6 unit maka