PEMBORAN LUBANG LEDAK

Klasifikasi batuan

Menurut para ahli geologi berdasarkan pada sumber atau asal (origin) batuan

secara umum dibagi menjadi tiga golongan

1. Batuan beku

Batuan beku terbentuk dari pembekuan magma atau lava, yang mengalami proses

pendinginan dan membentuk Kristal secara perlahan-lahan. Batuan beku dapat

ditemukan sebagai batuan lelehan (extrusive), batuan korok dan batuan instrusi

(intrusive).

2. Batuan sedimen

Batuan sedimen terbentuk dari proses pengendapan material-material hasil

pelapukan yang tersusun secara berlapis menurut urutan waktu pengendapan.

Batuan sedimen di bagi menjadi dua kelompok yaitu :

a. Sedimen klasik, contohnya :  konglongmerat dan batu pasir.

b. Sedimen insitu, contohnya : batu gamping, dolomite dan batu-bara.

3. Batuan metamorf

Batuan metamorf merupakan hasil dari suatu proses rekristalisasi yang terjadi

pada temperatur dan tekanan yang tinggi. Sifat-sifat dari batuan yang dihasilkan

tergantung pada batuan yang terkena metamorphose dan seberapa jauh deformasi

yang berhubungan dengan prosesnya.

Sifat-sifat teknis batuan

a) Kekerasan

Kekerasan adalah tahanan dari suatu bidang permukaan halus terhadap

abrasi.Kekerasan dipakai untuk mengukur sifat-sifat teknis dan material batuan

dan dapat diklasifikasikan dalam beberapa cara. Kekerasan batuan dapatjuga di

pakai untuk menyatakan besarnya tegangan yang diperlukan untuk menyebabkan

kerusakan pada batuan. ”Moh’s test” digunakan untuk menentukan nomor uruta

macam-macam mineral, yang menyatakan kekerasan relative suatu mineral

terhadap mineral lain. Dalam skala Mohs, suatu mineral akan dapat menggores

semua mineral yang mempunyai nomor urutan lebih rendah.

Tabel Skala Fredrich van Mohs (1882)

Klasifikasi Skala MohsKuat tekan

batuan          (MPa)

Sangat keras

Keras

+7

6 - 7

+200

120 - 200

Kekerasan sedang

Cukup lunak

4,5 - 6

3 - 4,5

60 - 120

30 - 60

Lunak

Sangat normal

2 - 3

1 - 2

10 - 30

-10

b)      Abrasiveness

Abrasivennes adalah suatu parameter yang mempengaruhi keausan (umur) mata

bor atau batang bor. Abrasiveness tergantung pada komposisi batuan tersebut,

kandungan kuarsa dalam batuan biasanya dianggap sebagai petunjuk yang dapat

dipercaya untuk mengukur kehausan batang bor.

c)   Tekstur

Tekstur menunjukkan butiran dari batuan dan dapat diklasifikasikan berdasarkan

sifat-sifat porositas, density, dan ukuran butir, tekstur juga mempengaruhi

kecepatan pemboran.

d)  Struktur batuan

Struktur batuan seperti patahan, rekahan bidang pelapis, jenis batuan, dip, strike,

semuanya mempengaruhi kekuatan struktur batuan. Struktur batuan akan

berpengaruh terhadap kelurusan lubang bor dan kecepatan pemboran.

e)   Breaking Characteristic

Breaking characteristic merupakan ukuran relative untuk menentukan tahanan

batuan terhadap penghancuran. Setiap jenis batuan mepunyai sifat khusus dan

derajat kerusakan yang berhubungan dengan tekstur, komposisi mineral dan

strukturnya.

f)   Rock Drillability

Rock Drillabiliti adalah kecepatan penetrasi ( penembusan ) mata bor kedalam

batuan. Rock drillabiliti merupakan fungsi dari beberapa sifat batuan seperti :

komposisi mineral, tekstur ukuran batuan dan lain-lain.

Defenisi Pemboran pada Kegiatan Penambangan

Pekerjaan pemboran dilakukan untuk beberapa tujuan antara lain pemboran untuk

lubang ledak, pemboran air dan pemboran  inti (coring). Pemboran untuk lubang

ledak dan pemboran inti dapat dilaksanakan di tambang terbuka dan tambang

bawah tanah. Adapun jenis-jenis alat bor yang digunakan banyak ragamnya, yaitu

tumbuk (percussing), putar (rotary) dan kombinasi tumbuk dan putar (rotary-

percussing).

Dalam suatu operasi peledakan batuan, kegiatan pemboran merupakan pertama

kali yang dilakukan dengan tujuan untuk membuat sebuah lubang ledak dengan

geometri dan pola yang sudah tertentu pada masa batuan, yang selanjutnya akan

diisi dengan bahan peledak yang akan diledakan.

Peledakan itu sendiri bertujuan untuk membongkar batuan atau material yang

keras dengan menggunakan campuran bahan–bahan kimia untuk memicu terjadi

peledakan.

Kegiatan peledakan pada penambangan batubara dilakukan dengan tujuan

menunjang operasi penggalian yang dilakukan Excavator, karna tujuan dari

peledakan itu sendiri membuat fragmentasi sehinga dapat menghasilkan rekahan

pada batuan, yang dapat memudahkan dalam proses penggalian batuan tersebut.

Faktor – faktor yang mempengaruhi kinerja pemboran.

Kinerja suatu mesin bor dipengaruhi oleh faktor-faktor sifat batuan yang di bor,

rock drillability, geometri pemboran, umur dan kondisi mesin bor, dan

ketrampilan operator .

1. Sifat batuan

Sifat batuan yang berpengaruh pada penetrasi dan sebagai konsekuensi pada

pemilihan metode pemboran.

a.       Kekerasan

Kekerasan  adalah   tahanan dari suatu bidang permukaan halus terhadap abrasi.

Kekerasan dipakai untuk mengukur sifat–sifat teknis dari material batuan dan juga

dipakai untuk menyatakan berapa besarnya tegangan yang diperlukan untuk

menyebabkan kerusakan pada batuan. Kekerasan merupakan suatu fungsi dari

kekerasan, Komposisi butiran mineral, serta merupakan hal yang utama harus

diketahui, karna setelah mata bor menetrasi batuan, maka akan menentukan

tingkat kemudahan pemboran.

b. Kekuatan ( Strength )

Pada prinsipnya kekuatan batuan tergantung pada komposisi mineral. Diantara

mineral–mineral yang terkandung di dalam batuan, kwarsa yang terkompak atau

terkuat tekan mencapai lebih 5,00 MPa, sehingga semakain tinggi kandungan

kwarsa, akan memberikan kekuatan yang menigkat.

c. Elastisitas

Sifat elatisiatas dinyatakan dengan modulus elatisitas atau modulus Young ( E ),

dan nisbah poisson (u) modulus elatisitas merupakan faktor kesebandingan antara

tegangan normal dengan regangan relatif, sedangkan nisbah poisson merupakan

kesebandingan regangan lateral dan reganagn aksial. Modulus elastisitas sangat

tergantung pada komposisi mineralnya, porositas, jenis perpindahan dan besarnya

beban yang diterapkan. Nilai modulus elastisitas untuk  batuan yang sangat

rendah, hal ini disebapkan komposisi mineral dengan tekturnya, seperti modulus

elastisitas pada arah yang sejajar bidang perlapisan selalu lebih besar

dibandingkan dengan arah tegak lurus.

d. Plastisitas

Plastisitas batuan merupakan perilaku batuan yang menyebabkan deformasi tetap

setelah tegangan dikembalikan kondisi awal, dimana batuan tersebut belum

hancur. Sifat plastis tergantung pada komposisi mineral penyusun batuan dan

diperbaharui oleh adanya pertambahan kwarsa dan mineral lain.

              Tabel 5 : Sifat Fisik Dan Mekanik dari Batuan Sedimen

Batuan

Sedimen

Modulus Elastisitas

104 x (MPa)

Nisbah

PoissonPorositas

Dolomit 1,96 – 8,24 0,08 – 0,2 0,27 – 4,10

Limestone 0,98 – 7,85 0,1 – 0,2 0,27 – 4,10

Sandstone 0,49 – 8,43 0,066 – 0,125 1,62 – 26,40

Shale 0,8 – 3,0 0,11 – 0,54 20,0 – 50,0

e. Abrasitas

Abrasitas adalah sifat batuan yang menggores permukaan material lain, ini

merupakan suatu parameter yang mempengaruhi kehausan (umur) mata bor dan

batang bor. Kandungan kwarsa dari batuan biasanya petunjuk yang dipercaya

untuk mengukur kehausan mata bor.

a) Kekerasan butir batuan, batuan dengan keberadaan butiran kwarsa mempunyai

tingkat abrasi yang tinggi.

b) Bentuk butir, bila bertuk butir tersebut tidak teratur atau lebih abrasive

disbanding dengan bentuk bulat.

c) Ukuran butir.

d) Porosita batuan.

e) Ketidaksamaan, batuan poli mineral sekalipun mempunyai kekerasan sama

akan abrasive karena meningkatakn permukaan kasar.

f. Tekstur

Tektur suatu batuan menujukan hubungan antara minieral-mineral penyusutan

batuan, sehingga dapat di klafikasikan berdasarkan sifat-sifat, ikatan antar butir,

bobot isi, dan ukuran butir. Tekstur juga mempengaruri pemboran. Jika butiran

berbentuk lembaran, pemboran akan lebih sulit di banding dengan permukaan

bulat seperti batu pasir. Sedangkan batuan mempunyai bobot isi rendah sehingga

lebih mudah jika dibor.

g. Struktur geologi

Struktur geologi seperti patahan, rekahan, kekar, bidang perlapisan berpengaruh

kepada penyesuaian kelurusan lubang ledak.adanaya rekahan–rekahan dan

rongga–rongga dalam batuan seperti di batu gamping sering mempersulit kinerja

pemboran, karena batang bor dapat terjepit.

h. Karakteristik pecahan

Karakteristik pecahan dapat seperti tingkah laku apabila batu di kenai palu.

Masing–masing tipe batuan mempunyai karakteristik pembongkaran yang

benareka ragam dan derajat pembongkaran berhubungan dengan tektur, komposisi

mineral struktur.

3. Rock Drillability

Drilabilitas batuan adalah  temperatur mudah tidaknya mata bor melakukan

penetrasi ke dalam batuan. Drilabilitas batuan merupakan fungsi dari sifat batuan

seperti komposisi mineral, tekstur, ukuran butir dan tingkat pelapukan.

4. Umur dan Kondisi Mesin bor

Umur dan kondisi mesin bor sangat berpengaruh, karena semakin lama umur alat

bor maka pemakaian kemampuan alat semakin turun.

5. Ketrampilan Operator

Keterampilan operator tergantung pada individu masing-masing yang dapat

diperoleh dari latihan dan pengalaman kerja.

6. Geometri pemboran

Geometri pemboran meliputi diameter lubang ledak, kedalaman lubang ledak,

kemiringan lubang ledak dan pola pemboran.

a. Diameter lubang ledak

Pemilihan diameter lubang ledak secara tepat pada suatu rancanagan peledakan

memerlukan dua bagian pernilaian. Bagian pertama yaitu mempertimbangkan dari

efek lubang ledak terhadap fragmentasi, suara ledakan, batu terbang dan getaran

tanah, sedangkan yang kedua adalah mempertimbangkan faktor ekonominya.

Diamaeter lubang ledak berpengaruh pada penutupan burden dan jumlah bahan

peledak yang dipakai pada setiap lubang ledak.

b.Kemiringan lubang Ledak

Kemiringan lubang ledak secara teoritis ada dua, yaitu lubang ledak tegak dan

lubang ledak miring. Rancangan peledakan yang menerapkan lubang ledak tegak,

maka gelombang tekan yang dipantulkan oleh bidang, sehingga kehilangan

gelombang tekan akan cukup besar pada lantai jenjang bagian bawah, hal ini dapat

menyebabkan timbulnya  tonjolan pada lantai jenjang. Sedangkan pada lobang

ledak miring akan membentuk bidang bebas lebih luas, sehingga mempermudah

proses pecahnya batuan dan kehilangan gelombang tekan pada lantai jenjang

menjadi lebih kecil.

 

Gambar 28.  Lubang ledak vertikal dan MiringKet:

B            = burdenL                        = kedalaman kolom lubang ledakS             = spacingT             = penyumbat (stemming) H            = tinggi jenjangPC          = isian utama (primary charge atau powder column)J             =subdrilling

Keuntungan dan kerugian dari penggunaan  kedua sistem tersebut sebagai berikut:

a) Keuntungan dari lubang ledak miring adalah :

(1) Fragmentasi dari hasil tumpukan peledakan yang dihasilkan lebih baik, karena

ukuran burden sepanjang lubang yang dihasilkan relatif seragam

(2) Dinding jenjang dan lantai jenjang yang dihasilkan relatif rata.

b) Kerugian dari lubang ledak miring adalah sebagai berikut :

(1) Pada pemboran lubang ledak dalam, sudut devisiasi yang dibentuk semakin

besar.

(2)  Mengalami kesulitan dalam pengisian bahan peledak.

(3) Kesulitan dalam penempatan sudut kemiringan yang sama antara lubang ledak,

serta dibutuhkan banyak ketelitian dalam pembuatan lubang ledak, sehingga

membutuhkan pengawasan yang ketat.

c)      Keuntungan lubang ledak tegak adalah sebagai berikut :

(1) Pemboran yang dilakukan lebih mudah dan akurat.

(2) Untuk tinggi jenjang sama lubang ledak akan lebih pendek jika dibanding

dengan lubang ledak miring.

d) Kerugian lubang ledak tegak adalah sebagai berikut :

(1)  Kemungkinan akan timbul tonjolan pada lantai jenjang.

(2) Kemungkinan timbulnya retakan kebelakang jenjang (back break) dan getaran

tanah lebih besar.

(3) Lebih banyak menghasilkan bongkahan pada derah stemming.

c. Pola Pemboran

Pola pemboran merupaka salah satu tahapan  yang penting dalam pelaksanaan

oprasi peledakan. Penerapan pola pemboran tertentu akan mempengaruhi jumlah

batuan yang akan diperoleh per meter pemboran. Secara garis besar pola

pemboran yang pakai pada kegiatan pemboran adalah :

a) Pola pemboran sejajar (paralel pattern)

(1) Bujur Sangkar (square pattern)

(2) Empat Persegi Panjang (Rectangular Pattern)

Pola pemboran sejajar adalah pola penempatan lubang–lubang ledak yang sejajar

pada setiap kolomnya. Pada pola bujur sangkar ukuran spasi dan burden

mempunyai ukuran yang sama panjang. Pola peledakan yang tepat untuk pola ini

adalah pola peledakan V delay atau system penyalaan beruntun. Sedangkan pola

pemboran empat persegi pajang dimana ukuran spasi dalam satu baris lebih besar

dari jarak burden yang membentuk pola persegi panjang

Pada pola persegi panjang daerah yang tidak terkena pengaruh ledakan cukup

besar sehingga hasil fragmentasinya kurang baik. Biasanya pola peledakan persegi

panjang di kombinasikan dengan pola peleakan baris demi baris ( delay row by

row ).

 Sedangkan pola pengeboran selang–seling adalah penempatan lubang ledak

secara selang-seling pada setiap kolomnya. Pola ini lebih dikenal pola pemboran

zig-zag,  pola ini pada umumnya dikombinasikan dengan delay row by row.

1.      Keuntungan pola pemboran  :

A.    Pola Bujur Sangkar

a)      Lebih mudah dalam menentukan titik yang akan dibor, karena ukuran spasi

dan burdennya sama sehingga penempatan alat bor tidak membutuhkan waktu

yang lama

b)      Pengaturan waktu tunda peledakan pada pola Bujur sangkar adalah V delay,

sehingga hasil peledakan terkumpul pada suatu tempat tertentu.

B.     Pola pemboran selang-seling.

a)      Dapat memberikan keseimbangan tekanan yang baik sehingga batuan yang

tidak terkena pengaruh ledakan kecil.

b)      Delay yang digunakan tidak terlalu banyak karena dalam satu baris atau row

lubang ledak diberi nomor delay yang sama.

2.      Kerugian dari pola pemboran  :

A.    Pola Pemboran Bujur Sangkar

a)  Volume batuan yang terkena pengaruh ledakan lebih besar sehingga

kemungkinan pada hasil peledakan masih ditemukan bongkahan batuan (boulder)

b)  Secara teoritis, semakin banyak lubang ledak semakin banyak pula nomor

delay.

B.     Pola pemboran Selang-seling.

a)      Kesulitan dalam penempatan titik bor, karena titik bor yang dibuat tidak

sejajar dengan baris yang berlainan.

b)      Hasil peledakan akan menyebar karena peledakanya serentak pada garis

yang sama tapi pada baris yang berlainan diledakan secara tunda.

Dalam merencanakan pola pemboran yang akan digunakan dilapangan, ada

beberapa faktor yang harus dipertimbangkan, antara lain kondisi lapangan yang

akan di ledakan, jenis detonator yang akan dipakai antara lain menyangkut

panjang dari detonator itu sendiri dan banyak faktor lagi yang mempengaruhi.

Berdasarkan hasil penelitian dilapangan pada jenis batuan kompak, menunjukkan

bahwa fragmentasi hasil peledakan menggunakan pola selang–seling lebih baik

dari pada pola sejajar, hal ini disebabkan energi yang dihasilkan pada pemboran

selang-seling jauh lebih optimal dalm mendistribusikan energi peledakan yang

bekerja dalam batuan.

d. Burden

Burden merupakan jarak tegak lurus antara lubang tembak terhadap bidang bebas

yang paling dekat, burden merupakan dimensi yang terpenting didalam peledakan,

karena burden digunakan untuk menentukan geometri peledakan yang lainnya.

Dalam menentukan burden ada beberapa hal yang harus diperhatikan antara lain :

a)      Burden harus merupakan jarak dari muatan (charges) tegak lurus terhadap

free face terdekat dan arah dimana pemindahan akan terjadi.

b)      Besarnya burden tergantung dari karakteristik batuan, karakteristik bahan

peledakan dan parameter lainnya.

                               

6.      Merencanakan Pemboran

Adapun tahapan-tahapan yang dilakukan dalam melaksanakan pemboran

adalah sebagai berikut :

1)      Pembersihan atau meratakan areal, yang mana bertujuan untuk

mempermudah pergerakan mesin bor dari satu lobang ke lobang yang lainya.

2)      Pemasangan tanda kerja pada seam yang akan dikerjakan, berupa plang

nama yang bertujuan agar orang yang tak berkepentingan dilarang memasuki areal

drill.

3)      Pengukuran dan penandaan titik pemboran yang mana dilakukan oleh helper

atau orang yang membantu dalam kelancaran kegiatan pemboran, pengukuran

pertama kali dari bidang bebas atau Free.

a.      Produksi mesin bor

Produktivitas mesin bor untuk menyediakan lubang ledak menyatakan berapa

volume atau berat batuan yang dapat dicakup oleh lubang ledak dalam waktu

tertentu, sehingga produktivitas mesin bor dinyatakan dalam volume atau berat

persatuan waktu (m3/jam, ton/jam). Ini dengan anggapan bahwa seluruh volume

cakupan lubang ledak itu akan terbongkar ketika diledakkan. Produktivitas mesin

bor ini sangat dipengaruhi oleh geometri dan pola pemboran, kecepatan

pemboran, dan efesiensi kerja alat

1)        Geometri dan pola pemboran

Geometri dan pola pemboran secara terpadu dalam rancangan peledakan.

Geometri pemboran meliputi:

a)                        Diameter  (Æ)

b)                        Burden (B)

c)                        Spasi antar lubang ledak (S)

d)                       Kedalaman lobang ledak (H)

e)                        Kemiringan (a)

2)        Kecepatan pemboran

Kecepatan pemboran dipengaruhi oleh banyak faktor seperti : geologi, sifat fisik

batuan, penyebaran tegangan dan struktur internal, ada tiga prosedur yang dapat

dipakai untuk menentukan kecepatan pemboran yaitu :

a.    Pengujian di laboratorium.

b.    Perhitungan kecepatan penetrasi berdasarkan kuat tekan batuan.

c.    Estimasi berdasarkan siklus pemboran.

adapun persiapan yang dilakukan untuk pengamatan siklus pemboran

adalah sebagai berikut:

1.      Buatlah kesepakatan dengan Supervisor, juru ledak, dan juru bor bahwa

saudara akan mengamati siklus pemboran untuk estimasi produktifitas mesin bor.

2.      Tentukan lokasi front penambangan dan skedul kerja pengamatannya.

3.       Catat spesifikasi dan kondisi mesin bor, jenis dan diameter mata bor, dan

pajang batang bor.

4.      Catalah geometri, jumlah dan pola pengeboran yang akan dilakasanakan pada

hari itu.

5.      Siapkan boring pengamatan.

6.      Siapkan meteran dan stopwatch, serta pensil.

Waktu siklus pemboran adalah waktu yang dibutuhkan mesin bor untuk

menyelesaikan suatu lobang bor. Siklus pemboran (cycle time, Ct) untuk :

Stang bor tunggal :

Ct = Pt + Bt + St + Dt

Stang bor ganda:

Ct = Pt+Bt1 +St1+Bt2+St2+Dt

Siklus pemboran rata-rata :

Ctr =

Kedalaman lubang bor rata-rata

Hr =  

n = Jumlah Pengamatan

Kecepatan pemboran rata-rata :

            Drr =  

Keterangan :

Drr = kecepatan rata-rata, meter / menit

Hr = kedalaman lobang bor rata-rata, meter

Ctr = Waktu siklus rata-rata, men

3)        Efesiensi kerja alat

Efisiensi kerja pemboran dinyatakan persen waktu produktif terhadap waktu kerja

yang terjadwal. Waktu produktif adalah waktu yang digunakan untuk kerja

pemboran. Jadi efisiensi kerja dapat dinyatakan :

4)        Volume Setara

Volume setara (equivalent volume, veq) menyatakan volume batuan yang

diharapkan terbongkar untuk setiap meter kedalaman lobang ledak yang

dinyatakan dalam m3/ m.

5)        Perhitungan biaya pemboran

Merupakan biaya yang timbul  akibat dilakukannya kegiatan pemboran, dan

biaya-biaya yang dihasilkan tersebut dapat menentukan efektifnya pekerjaan

dalam kegiatan pemboran.

Biaya pemboran per meter dihitung dengan persamaan berikut: