Geometri Peledakan

oleh Fajar Setiawan dan Muhammad Ilham Nurrahman

 

Peledakan merupakan proses pembongkaran dan pemindahan massa batuan dalam volume tertentu akibat pengembangan gas yang sangat cepat dari reaksi bahan kimia bahan peledak agar material mudah untuk digali dan diangkut menuju porses pengolahan selanjutnya. Kegiatan peledakan bertujuan untuk melepas atau memberaikan material dari batuan induknya agar ukuran fragmentasi yang dihasilkan dapat memudahkan kegiatan penambangan selanjutnya. Kegiatan peledakan harus patuh terhadap syarat-syarat K3 dan juga memenuhi nilai ambang batas lingkungan yang sudah ditetapkan oleh pemerintah. Dalam prosesnya peledakan akan menghasilkan fragmentasi batuan, ground vibration, air blast, dan fly rock. Dalam suatu perencanaan kegiatan peledakan ada beberapa faktor yang perlu diperhatikan, diantaranya tipe material, ketepatan pemboran, pola peledakan, pola geometri, dan bahan peledak yang digunakan. Peledakan dan penggunaan bahan peledak akan mempengaruhi hasil peledakan.

Bahan peledak merupakan suatu campuran dari bahan kimia dalam bentuk cair maupun padat atau campuran dari keduanya yang sebagian besar atau seluruhnya akan berubah menjadi gas dalam waktu singkat dan disertai efek panas dan tekanan yang tinggi apabila terkena panas benturan atau gesekan. Umumnya bahan peledak terdiri dari beberapa material seperti detonator, ANFO (Amonium Nitrat Fuel Oil), dinamit, dan sumbu ledak.

Geometri peledakan adalah jarak lubang tembak yang dibuat pada semua area yang akan dilakukannya peledakan. Geometri peledakan tentunya sangat berpengaruh pada hasil peledakan. Jika geometri peledakannya baik dan sesuai tentu akan menghasilkan fragmentasi batuan yang baik juga. Dampak dari geometri peledakan yang baik seperti tidak adanya bongkahan batuan, kondisi jenjang yang stabil, keamananan alat-alat dan juga keselamatan pekerja yang terjamin. Perhitungan geometri peledakan yang digunakan untuk merancang geometri usulan adalah rumusan geometri menurut R.L. Ash, mulai dari nilai burden (B), spasi (S), kedalaman lubang ledak (H), subdrilling (J), dan stemming (T),

1. Burden (B)

Burden merupakan jarak tegak lurus terpendek antara lubang tembak yang diisi bahan peledak dengan bidang bebas. Dalam menentukan burden harus memperhatikan densitas batuan, densitas bahan peledak (bahan peledak yang digunakan), diamter bahan peledak atau diameter lubang peledakan dan fragmentasi yang dibutuhkan. Menurut R.L Ash, tingaktan burden tergantung pada burden ratio dan diameter lubang bor. Besarnya burden ratio antara 20-40. Dengan rumus penentuan Burden (B) antar baris; B= (20-40) x d (densitas pengisian/kedalaman).

1. Spasi (S)

Spasi adalah jarak terdekat antara dua lubang tembak yang berdekatan dalam satu baris (row) sama dan tegak lurus terhadap burden. penentuan spasi menggunakan rumus R.L Ash dengan Ks (spacing ratio) 1,00-2,00 adalah S= Ks x B.

1. Stemming (T)

Stemming adalah tempat material penutup di dalam lubang bor, yang letaknya di atas kolom isian bahan peledak. Fungsi stemming adalah supaya terjadi keseimbangan tekanan dalam lubang tembak dan mengurung gas-gas hasil ledakan sehingga dapat meekan batuan dengan energi yang maksimal. Untuk penentuan tinggi stemming digunakan rumus R.L Ash dengan Kt (stemming ratio) 0,75-1,00 adalah T = Kt x B.

1. Kedalaman Lubang Tembak (H)

Kedalaman lubang ledak merupakan jumlah total antara tinggi jenjang dengan besarnya subdriling. Untuk penentuan kedalaman lubang digunakan rumus R.L.Ash dengan Kh (hole depth ratio) 1,5-4,0 adalah H= Kh x B

1. Sub Drilling (J)

Sub Driling merupakan bagian dari panjang lubang tembak yang terletak lebih rendah dari lantai jenjang. Subdriling diperlukan agar batuan dapat meledak secara keseluruhan dan terbongkar tepat pada batas lantai jenjang, sehjingga tonjolan-tonjolan pada lantai jenjang dapat dihindari. Untuk penentuan Sub Drilling digunakan rumus R.L Ash dengan Kj (Subdrilling Ratio) 0,2-0,3 adalah J= Kj x B

Setelah merancang geometri kita dapat menghitung volume batuan yang akan diledakan umumnya menerapkan peledakan jenjang (bench blasting), volume batuan yang akan diledakkan tergantung pada dimensi spasi, burden, tinggi jenjang, dan jumlah lubang ledak yang tersedia. Dimensi atau ukuran spasi, burden dan tinggi jenjang memberikan peranan yang penting terhadap besar kecilnya volume peledakan. Prinsip volume yang akan diledakkan adalah perkalian burden (B), spasi (S) dan tinggi jenjang (H) yang hasilnya berupa balok dan bukan volume yang telah terberai oleh proses peledakan.

Adapun untuk menghitung jumlah bahan peledak yang diperlukan setiap kali peledakan, memperhatikan kedalaman lubang tembak yang dikurangi stremming dan mengahasilkan PC (isian utama). Sehingga keperluan bahan peledak setiap lubang adalah perkalian W total handak = n x Pc x d (densitas pengisian/kedalaman) dan dimana n adalah jumlah seluruh lubang ledak.

Setelah itu kita dapat, menghitung Powder Factor (PF) yang didefinisikan sebagai perbandingan jumlah bahan peledak yang dipakai dengan volume peledakan atau jumlah bahan peledak yang digunakan dibagi berat peledakan dalam satuan kg/m3. Volume peledakan yang merupakan perkalian B x S x H selanjutnya dalam menghitung PF= Whandak/ Bx S x H. PF biasanya sudah ditetapkan oleh perusahaan karena merupakan hasil dari beberapa penelitian dan pengalaman sebelumnya dan berbagai pertimbangan ekonomi. Tolok ukur dalam menetapkan angka PF adalah:

1. Ukuran fragmentasi hasil peledakan yang memuaskan, artinya tidak terlalu banyak
   bongkahan (boulder) atau terlalu kecil. Terlalu banyak bongkahan harus dilakukan
   peledakan ulang (secondary blasting) yang berarti terdapat tambahan biaya; sebaliknya,
   bila fragmentasi terlalu kecil berarti boros bahan peledak dan sudah barang tentu biaya
   pun tinggi pula. Ukuran fragmentasi harus sesuai dengan proses selanjutnya, antara lain ukuran mangkok alat muat atau ukuran umpan (feed) mesin peremuk batu (crusher).
2. Keselamatan kerja peledakan, artinya disamping berhemat juga keselamatan karyawan
   dan masyarakat disekitarnya harus terjamin,
3. Lingkungan, yaitu dampak negatif peledakan yang menganggu kenyamanan masyarakat sekitarnya harus dikurangi. Dampak negatif tersebut getaran yang berlebihan, gegaran yang menyakitkan telinga dan suara yang mengejutkan.

Referensi

Bara Indo Consulting, 2019. Drill and Blast Engineering. Yogyakarta: s.n.

Fazira, M. & Yulhendra, D., 2020. Kajiian Geometri Peledakan untuk Menapatkan Fragmentasi yang Optimal Pada Penambangan Batu Andesit PT. Koto Alam Sejahtera, Kabupaten 50 Kota Provinsi Sumatera Barat. Jurnal Bina Tambang, Volume 5 No.2.

Hadi, A. A. & Toha, M. T., 2012. Redesign Geometri Peledakan untuk mendapatkan Fragmentasi Batuan yang optimal di Prebench PT.Bukit Asam (Persero) Tbk. Journal Universitas Sriwijaya.

 

Memahami Proses Drilling Pertambangan, yang harus kamu tau!
abdiyasa.com

Dalam proses penambangan, ada tiga hal utama yang dilakukan yaitu:

1. Eksplorasi, merupakan proses pencarian mineral berharga
2. Eksploitasi adalah proses penambangan mineral tersebut
3. Pemrosesan adalah kegiatan memisahkan mineral berharga dari partikel-partikel lain yang menyatu dengan mineral tersebut.

Kegiatan eksplorasi batubara di dunia tambang secara umum dan rinci erat kaitannya dengan proses pengeboran. Aktivitas pengeboran ini bertujuan untuk mengetahui data geologi permukaan dan bawah permukaan yang meliputi urutan stratigrafi batuan, posisi kedalaman batubara, ketebalan batubara, dan untuk mendapatkan sampel batubara.

Pengeboran kemudian dilakukan pula untuk proses eksploitasi baik itu untuk pengambilan material quary maupun penambangan batubara serta logam berharga yang terpendam dibalik lapisan batuan keras yang tidak dapat di hancurkan oleh escavator. Pengeboran disertai dengan peledakan lapisan batuan keras atau disebut pula overburden.

Adapun sistem pengeboran merupakan sebuah sistem atau sumber energi penggerak dari alat bor ketika melakukan operasi kerja di tambang. Sistem pengeboran sendiri terbagi menjadi dua, yaitu pengeboran sistem mekanik dan pengeboran sistem manual.

Secara garis besar pengeboran sistem mekanik menggunakan komponen sumber energi mekanik, batang bor penerus (transmitter), mata bor sebagai aplikator energi terhadap batuan, dan peniupan udara (flushing) sebagai pembersih dari serbuk pemboran (cuttings) dan untuk memindahkannya keluar lubang bor.

Kemudian berdasarkan sumber energi mekaniknya, sistem pemboran mekanik terbagi menjadi tiga yaitu,rotari, perkusif, dan rotari-perkusif.

Untuk sistem rotari terbagi menjadi 2 sistem, yaitu tricone dan drag bit. Dikatakan tricone jika penetrasinya berupa gerusan (crushing) dan drag bit jika hasil penetrasinya berupa potongan.

Selanjutnya pada pemboran tumbuk (perkusif), energi dari mesin bor diteruskan oleh batang bor dan mata bor untuk menghancurkan batuan. Komponen utama dari mesin bor ini adalah piston yang mendorong dan menarik tungkai (shank) batang bor. Pada metode perkusif yang terjadi adalah proses peremukan (crushing) permukaan batuan oleh mata bor.

Sedangkan untuk bor putar tumbuk ( Rotary-Percussion Drill ) adalah aksi penumbukan  yang dilakukan melalui mata bor dan dikombinasikan dengan aksi putaran, sehingga terjadi proses peremukan dan penggerusan permukaan batuan. Dalam penerapan rotari-perkusif, penambang biasanya menggunakan dua metode utama, yakni Top Hammer dan Down the Hole Hammer (DTH Hammer).

Rotary Drilling

Pada rotary drilling, terdapat tekanan dan torsi yang cukup untuk pengeboran. Bit drill menekan dan berputar secara bersamaan, memberikan tekanan statis dan dinamis pada batuan. Udara bertekanan digunakan untuk proses flushing yaitu pembersihan slag/material yang tergerus agar keluar dari lubang.

Biasa digunakan untuk pengeboran lubang dengan diameter diatas 200mm. Kedalaman drilling bisa mencapai ribuan meter atau bahkan puluhan kilometer. Tidak cocok untuk digunakan pada batuan yang terlalu keras.

Down the Hole Drilling

Down the Hole Drilling merupakan tipe drilling dengan metode penggunaan compressed air untuk mengerakkan piston di dalam pipa drill sehingga piston tersebut memukul bit secara langsung. Ini membuat gaya benturan tidak hilang pada sendi sendi batang bor sehingga percussion drilling dapat lebih akurat dan lebih dalam. Karena pemukulan bit dilakukan pada batuan secara lebih langsung, energi yang dikerahkan menjadi efisien.

Down the Hole Drilling cocok untuk dipakai pada lubang yang relatif besar dan batuan yang memiliki kekerasan diatas 200MPa. Untuk batuan di bawah kekerasan 200MPa menyebabkan adanya energi yang hilang serta memiliki efisiensi drilling yang rendah. Mata bor juga cepat aus. Ini terjadi karena batu yang terlalu lunak tidak dapat menyerap energi benturan secara sempurna.

Biasa digunakan untuk pengeboran dengan diameter lubang 100-254mm, dengan maksium diameter mencapai 2m dan minimum bisa mencapai 50 mm untuk kebutuhan spesifik. Kedalaman drilling bergantung kepada tekanan udara dari compressor.

Top Hammer Drilling

Top Hammer Drilling bekerja dengan menggunakan gaya percussion dari piston pada hydraulic drilling rig, disalurkan pada shank adaptor dan pipa drill. Sistem perkusi menggerakkan sistem rotasi dari drilling. Ketika tekanan mencapai drill bit, energi tersalurkan ke batuan dalam bentuk penetrasi bit. Kombinasi dari mekanisme tersebut membuat dapat mengebor kedalam lapisan batuan yang keras. Air compressor hanya digunakan pada proses flushing dari hasil pengeboran berupa cutting yang di angkat keluar dari lubang bor.

Top hammer drilling digunakan untuk lubang dengan diameter 25-127mm, dengan kedalaman dibawah 25m. Slag flushing menggunakan air atau udara terkompresi. Semakin dalam lubang maka effisiensi semakin menurun.

Sebagai contoh dari alat pengeboran beserta komponennya, dapat kita lihat pada Junjin SD-1300E

Komponen utama :

1. Drifter

Ini terdiri dari silinder perkusi, motor minyak untuk rotasi dan gear box yang menghasilkan kekuatan perkusi dan rotasi.

2. Guide Shell

Itu adalah rel untuk memindahkan drifter ke tujuan.

3. Feed Motor

Ini adalah peralatan hidrolik untuk memindahkan drifter pada shell maju dan mundur menggunakan rantai.

4. Dust Collector

Ini adalah perangkat yang menyaring debu yang dihasilkan dalam pengeboran.

5. Electric Control Box

Ini adalah peralatan untuk catu daya / kontrol dalam operasi peralatan.

6. Oil Cooler.

Ini adalah perangkat pendingin yang mencegah kenaikan temperatur oli hidraulik.

7. Bonnet

Ini adalah perangkat yang melindungi peralatan interior termasuk unit daya dan kotak kontrol listrik.

8. Travelling Motor

Ini adalah peralatan hidrolik untuk menggerakkan rantai track link maju / mundur untuk peralatan bepergian.

9. Cabin

Ini adalah ruang di mana peralatan perjalanan dan operasi dioperasikan.

10. Track

Perangkat ini terhubung ke motor perjalanan dan membuat peralatan bergerak.

11. Boom

Ini adalah alat untuk memindahkan peralatan ke titik pengeboran tanpa memindahkan peralatan itu sendiri.

12. Dumb Clevis

Ini terpasang pada akhir Boom dan menghubungkan Boom dengan Panduan.

13. Centralizer

Ini adalah perangkat yang memungkinkan memulai di titik tertentu dengan memperbaiki Rod dalam operasi mengeboran, dan mengumpulkan debu yang dihasilkan dalam pengeboran.

14. Auto Rod Changer

Ini adalah perangkat yang secara otomatis menjalankan koneksi dan pemisahan rod menggunakan silinder hidrolik.

Sumber :

https://abdiyasa.com/home/?p=2081&preview=true

https://pediailmu.com/teknik-pertambangan/teknik-pertambangan/

https://ilmutambang.com/mari-kenali-kegiatan-pengeboran-di-dunia-tambang/

https://globalroadtechnology.com/common-tools-and-equipment-used-in-drilling-and-blasting/

The difference between 3 rock drilling methods — Rotary drilling, DTH drilling, and Top Hammer drill | by Bonmach Q.D | Medium