Bab IV Kajian_geoteknik

20
IV - 1 BAB IV KAJIAN GEOTEKNIK Penyelidikan geoteknik yang dilakukan di lokasi Kuasa Pertambangan PT. Dizamatra Powerindo berupa analisis kemantapan lereng serta analisis kemampugaruan dan kemampugalian. Analisis kemantapan lereng meliputi analisis kemantapan lereng tunggal (individual / single slope) dan lereng keseluruhan (overall slope), baik lereng high-wall maupun low-wall, serta lereng timbunan. Sedangkan analisis kemampugaruan dan kemampugalian dilakukan untuk mengetahui karakteristik material dalam kaitannya dengan aktivitas penggalian dan penggaruan. Kajian geoteknik ini berisi analisis data pengeboran, data hasil uji laboratorium, analisis kemantapan lereng penambangan, rekomendasi dimensi lereng, analisis kemampugalian dan kemampugaruan, serta rekomendasi kriteria penggalian. 4.1 Analisis data pengeboran Pengeboran untuk keperluan pengambilan sample geoteknik telah dilakukan pada 12 lubang bor di wilayah konsesi PT. Dizamatra Powerindo, yaitu lubang bor DMG-01, DMG-02, DMG-03, DMG-05, DMG-06, DMG-06R, DMG-07, DMG-08, DMG-09, DMG- 10, DMG-11, dan DMG-13. Kedalaman pengeboran masing-masing lubang bor bervariasi antara 66,5 m sampai dengan 143,3 m, dengan total kedalaman adalah 1000 m. Data lokasi dan kedalaman masing-masing lubang bor dapat dilihat pada Tabel 4.1. Tabel 4. 1 Lokasi dan Kedalaman Lubang Bor Geoteknik No. Lubang Bor Easting Northing Depth (m) 1 DMG-01 345161 9587807 120 2 DMG-02 346168 9587836 120 3 DMG-03 346861 9587780 120 5 DMG-05 344777 9584869 123.25 6 DMG-06 345551 9584635 66,5 7 DMG-06R 345538 9584592 101 8 DMG-07 346101 9584696 103 9 DMG-08 346581 9584621 83,3 10 DMG-09 347117 9584549 96.9 11 DMG-10 347628 9584463 143,3 12 DMG-11 348149 9584392 100 14 DMG-13 349136 9584362 111.86

Transcript of Bab IV Kajian_geoteknik

Page 1: Bab IV Kajian_geoteknik

IV - 1

BAB IV

KAJIAN GEOTEKNIK

Penyelidikan geoteknik yang dilakukan di lokasi Kuasa Pertambangan PT. Dizamatra

Powerindo berupa analisis kemantapan lereng serta analisis kemampugaruan dan

kemampugalian. Analisis kemantapan lereng meliputi analisis kemantapan lereng

tunggal (individual / single slope) dan lereng keseluruhan (overall slope), baik lereng

high-wall maupun low-wall, serta lereng timbunan. Sedangkan analisis kemampugaruan

dan kemampugalian dilakukan untuk mengetahui karakteristik material dalam kaitannya

dengan aktivitas penggalian dan penggaruan. Kajian geoteknik ini berisi analisis data

pengeboran, data hasil uji laboratorium, analisis kemantapan lereng penambangan,

rekomendasi dimensi lereng, analisis kemampugalian dan kemampugaruan, serta

rekomendasi kriteria penggalian.

4.1 Analisis data pengeboran

Pengeboran untuk keperluan pengambilan sample geoteknik telah dilakukan pada 12

lubang bor di wilayah konsesi PT. Dizamatra Powerindo, yaitu lubang bor DMG-01,

DMG-02, DMG-03, DMG-05, DMG-06, DMG-06R, DMG-07, DMG-08, DMG-09, DMG-

10, DMG-11, dan DMG-13. Kedalaman pengeboran masing-masing lubang bor

bervariasi antara 66,5 m sampai dengan 143,3 m, dengan total kedalaman adalah 1000

m. Data lokasi dan kedalaman masing-masing lubang bor dapat dilihat pada Tabel 4.1.

Tabel 4. 1 Lokasi dan Kedalaman Lubang Bor Geoteknik

No. Lubang Bor Easting Northing Depth (m)

1 DMG-01 345161 9587807 120

2 DMG-02 346168 9587836 120

3 DMG-03 346861 9587780 120

5 DMG-05 344777 9584869 123.25

6 DMG-06 345551 9584635 66,5

7 DMG-06R 345538 9584592 101

8 DMG-07 346101 9584696 103

9 DMG-08 346581 9584621 83,3

10 DMG-09 347117 9584549 96.9

11 DMG-10 347628 9584463 143,3

12 DMG-11 348149 9584392 100

14 DMG-13 349136 9584362 111.86

Page 2: Bab IV Kajian_geoteknik

Studi Kelayakan Penambangan Batubara di Wilayah KP

Eksplorasi PT.Dizamatra Powerindo di Kabupaten Lahat

IV-2

Analisis data pengeboran dilakukan untuk mengetahui karakteristik batuan berdasarkan

Rock Quality Designation/RQD batuan tersebut. RQD diperoleh dengan cara

menjumlahkan panjang antar retakan ( > 10 cm) dibagi dengan panjang keseluruhan dari

setiap run-nya (lihat gambar 4.1)

Gambar 4.1. Ilustrasi penentuan nilai Rock Quality Designation

Nilai RQD yang diperoleh dari core hasil pemboran batuan di lokasi penyelidikan

bervariasi, termasuk kriteria very poor untuk Blok E dan excellent untuk Blok D.

Sementara frekuensi data RQD masing-masing lubang bor dapat dilihat pada Tabel

4.2.1 dan Tabel 4.2.2.

Tabel 4.2.1 Frekuensi data RQD Blok D

Rock Quality Very Poor Poor Fair Good Excellent Total

Kelas RQD (%) 0 - 25 25 - 50 50 - 75 75 - 90 90 - 100 Data

Frekuensi DMG - 01 12 10 8 10 25 65

Frekuensi DMG - 02 12 15 19 16 19 81

Frekuensi DMG - 03 10 7 13 8 42 80

Total Frekuensi (n) 34 32 40 34 86 226

Total Frekuensi (%) 15.0 14.2 17.7 15.0 38.1 100

Page 3: Bab IV Kajian_geoteknik

Studi Kelayakan Penambangan Batubara di Wilayah KP

Eksplorasi PT.Dizamatra Powerindo di Kabupaten Lahat

IV-3

Tabel 4.2.2 Frekuensi data RQD Blok E

Rock Quality Very Poor Poor Fair Good Excellent Total

Kelas RQD (%) 0 - 25 25 - 50 50 - 75 75 - 90 90 - 100 Data

Frekuensi DMG - 05 25 21 15 8 15 84

Frekuensi DMG - 06 11 5 17 7 1 41

Frekuensi DMG - 06 R 10 4 1 2 8 25

Frekuensi DMG - 07 18 14 16 10 10 68

Frekuensi DMG - 08 21 8 14 9 7 59

Frekuensi DMG - 09 24 15 18 10 5 72

Frekuensi DMG - 10 24 14 19 19 24 100

Frekuensi DMG - 11 22 4 12 14 19 71

Frekuensi DMG - 13 18 9 12 7 30 76

Total Frekuensi (n) 173 94 124 86 119 596

Total Frekuensi (%) 29.0 15.8 20.8 14.4 20.0 100.0

4.2 Uji Geoteknik

4.2.1 Jumlah Sample dan Jumlah Pengujian

Pada pelaksanaan kegiatan lapangan telah dilakukan pengambilan sejumlah sample

untuk diuji di laboratorium. Jumlah sample yang diuji sebanyak 38 sample dan dipilih

berdasarkan keterwakilan dalam masing-masing lubang bor. Uji yang dilakukan meliputi

uji sifat fisik dan sifat mekanik. Rincian jumlah sample yang diuji dan jenis batuan dapat

dilihat pada Tabel 4.3.

4.2.2 Rekapitulasi Data Hasil Uji Laboratorium

Rekapitulasi hasil uji sifat fisik dan mekanika batuan yang telah dilakukan di

Laboratorium Pengujian Geoteknik dapat dilihat pada Tabel 4.4A dan 4.4B. Data

tersebut diringkas dari hasil pengujian di Laboratorium Geoteknik Pengairan

Departemen PU dan dapat dilihat pada Lampiran D-3 – Hasil Uji Laboratorium Mekanika

Batuan dan Tanah.

Page 4: Bab IV Kajian_geoteknik

Studi Kelayakan Penambangan Batubara di Wilayah KP

Eksplorasi PT.Dizamatra Powerindo di Kabupaten Lahat

IV-4

Tabel 4.3 Jumlah contoh inti, kedalaman dan jenis batuan

No

Sample Code

Litologi /Lithology

Titik Bor Kedalaman (m)

1 DMG-01 12.25 - 12.69 Batulempung / Claystone

2 DMG-01 13.8 - 14.27 Batulempung / Claystone

3 DMG-01 23.55 - 24.13 Batulempung Pasiran / Sandy Claystone

4 DMG-02 20,90 - 21,33 Batulempung / Claystone

5 DMG-02 32,50 - 33,00 Batulempung / Claystone

6 DMG-02 48,50 - 49,06 Batulempung Pasiran / Sandy Claystone

7 DMG-02 77,32 - 77,82 Batupasir / Sandstone

8 DMG-03 31,18 - 31,68 Batupasir / Sandstone

9 DMG-03 45,25 - 45,75 Batulempung Pasiran / Sandy Claystone

10 DMG-03 58,50 - 59,00 Batupasir / Sandstone

11 DMG-03 75,61 - 76,16 Batulempung Pasiran / Sandy Claystone

12 DMG-05 13.97 - 14.43 Batulanau / Siltstone

13 DMG-05 26.22 - 26.63 Batulanau / Siltstone

14 DMG-05 51.25 - 51.75 Batulempung / Claystone

15 DMG-05 64,0 - 64,5 Batulempung / Claystone

16 DMG-06 25,26 - 25,63 Batupasir / Sandstone

17 DMG-06 45,00 - 45,43 Batupasir / Sandstone

18 DMG-06 55,65 - 56,50 Batulanau / Siltstone

19 DMG-07 17,2 - 17,65 Batupasir / Sandstone

20 DMG-07 49,49 - 49,91 Batupasir / Sandstone

21 DMG-07 90,95 - 91,38 Batulempung / Claystone

22 DMG-08 48,15 - 48,59 Batupasir / Sandstone

23 DMG-08 55,34 - 55,76 Batulanau / Siltstone

24 DMG-08 69,49 - 70,30 Batupasir / Sandstone

25 DMG-09 18,06 - 18,58 Batupasir / Sandstone

26 DMG-09 36,07 - 36,57 Batulempung Pasiran / Sandy Claystone

27 DMG-09 78,62 - 79,17 Batulanau Pasiran / Sandy Siltstone

28 DMG-10 28,10 - 28,60 Batupasir / Sandstone

29 DMG-10 38,30 - 38,85 Batulempung / Claystone

30 DMG-10 56,68 - 57,35 Batulempung / Claystone

31 DMG-10 99,40 - 99,90 Batupasir / Sandstone

32 DMG-11 29,00 - 29,40 Batupasir / Sandstone

33 DMG-11 30,43 - 30,88 Batulempung / Claystone

34 DMG-11 35,50 - 36,00 Batulanau / Siltstone

35 DMG-11 56,25 - 57,03 Batupasir / Sandstone

36 DMG-11 72,27 - 72,97 Batulanau / Siltstone

37 DMG-13 14.52 - 15.03 Batupasir / Sandstone

38 DMG-13 52.01 - 52.5 Batulanau / Siltstone

Page 5: Bab IV Kajian_geoteknik

Studi Kelayakan Penambangan Batubara di Wilayah KP

Eksplorasi PT.Dizamatra Powerindo di Kabupaten Lahat

IV-5

Tab

el 4.4

.A R

ekapitula

si D

ata

Hasil

Pengujia

n G

eote

knik

Page 6: Bab IV Kajian_geoteknik

Studi Kelayakan Penambangan Batubara di Wilayah KP

Eksplorasi PT.Dizamatra Powerindo di Kabupaten Lahat

IV-6

Tab

el 4.4

.B R

ekapitula

si D

ata

Hasil

Pengujia

n G

eote

knik

Page 7: Bab IV Kajian_geoteknik

Studi Kelayakan Penambangan Batubara di Wilayah KP

Eksplorasi PT.Dizamatra Powerindo di Kabupaten Lahat

IV-7

4.3 Analisis Kemantapan Lereng

Analisis kemantapan lereng penambangan dilakukan untuk mengetahui dimensi lereng

yang mantap dalam bentuk tinggi lereng dan sudut kemiringan lereng. Data-data yang

diperlukan untul analisis ini adalah data topografi, struktur geologi, serta sifat fisik dan

mekanik dari batuan pembentuk lereng.

Analisis kemantapan lereng dilakukan pada penampang yang melewati lubang bor

geoteknik (DMG-01 s/d DMG-13) yang tegak lurus dengan jurus perlapisan batubara.

Untuk perhitungannya, dilakukan berdasarkan Metode Kesetimbangan Batas (Metode

Bishop). Perhitungan tersebut dilakukan terhadap lereng tunggal (individual slope),

lereng keseluruhan (overall slope) penambangan, dan lereng timbunan.

4.3.1 Lereng Tunggal (Individual Slope)

Asumsi-asumsi yang digunakan dalam melakukan analisis lereng tunggal adalah variasi

material dianggap homogen dan mempunyai kekuatan geser semu (Capp, app), dengan

density yang digunakan adalah density jenuh. Faktor gempa diperhitungkan berdasarkan

peta wilayah gempa bumi di Indonesia. (lihat Gambar 4.2)

Gambar 4.2 Peta Wilayah Gempa Bumi Indonesia (PPGL,1997)

Data karakteristik material yang digunakan dapat dilihat pada Tabel 4.5. Data

karakteristik tersebut dianggap dapat mewakili material pembentuk lereng tunggal di

semua lokasi wilayah penambangan PT. Dizamatra Powerindo.

Page 8: Bab IV Kajian_geoteknik

Studi Kelayakan Penambangan Batubara di Wilayah KP

Eksplorasi PT.Dizamatra Powerindo di Kabupaten Lahat

IV-8

Tabel 4.5 Data Material Untuk Analisis Kemantapan Lereng Tunggal

Batuan sat

(gr/cm3)

cres

kg/cm² res

(º)

Sandstone 1.82 2.19 23.2

Siltstone 1.87 2 23.8

Claystone 1.87 1.79 24.3

Coal *) 14.6 0.080 (kPa) 25

ket : *) = data sekunder

Perhitungan kemantapan lereng dilakukan terhadap tiap jenis material pembentuk

lereng, dengan mempertimbangkan kondisi sebenarnya di lapangan melalui studi

parametrik yang menggunakan dua parameter, yaitu dengan tinggi lereng 10, 15, dan

20 m serta variasi kemiringan lereng dari 50O, 60O, dan 70O. Hasil perhitungan

kemantapan lereng dengan metode kesetimbangan batas dapat dilihat pada Tabel 4.6.

Faktor keamanan lereng tunggal yang masih diijinkan adalah lebih besar atau sama

dengan 1,300. Hasil simulasi pada Tabel 4.6 menunjukkan bahwa lereng tidak aman

(FK < 1.300, angka merah pada tabel) akan terjadi pada material batupasir dengan tinggi

lereng tunggal 15 m dan sudut sama dengan atau lebih besar dari 70º serta pada tinggi

lereng 20 m dengan sudut lebih besar dari 50º. Pada material balulanau, lereng tidak

aman pada tinggi lereng 15m dengan sudut sama dengan atau lebih besar dari 70º dan

pada tinggi lereng tunggal 20 m dengan sudut 70º (angka merah pada tabel).

Sementara, pada material batulempung, lereng tidak aman akan terjadi pada tinggi

lereng tunggal 20 m dengan sudut 70º, memiliki nilai 1.297 (angka merah pada tabel).

Tabel 4.6 Hasil Perhitungan Dimensi Lereng Tunggal

Material

Parameter Lereng

10 m 15 m 20 m

50º 60º 70º 50º 60º 70º 50º 60º 70º

Sandstone 2.256 1.910 1.615 1.596 1.301 1.096 1.165 1.003 0.798

Siltstone 3.764 3.117 2.561 2.493 2.031 1.063 1.854 1.530 1.251

Claystone 3.596 3.001 2.431 2.361 2.024 1.679 1.891 1.523 1.297

4.3.2 Lereng Keseluruhan (Overall Slope)

Sebagaimana halnya dengan lereng tunggal, analisis kemantapan lereng keseluruhan

dilakukan pada penampang yang diwakili oleh masing-masing lubang bor geoteknik.

Asumsi-asumsi yang digunakan dalam analisis kemantapan lereng keseluruhan adalah

berupa penampang geoteknik yang memotong titik pemboran dan tegak lurus jurus

Page 9: Bab IV Kajian_geoteknik

Studi Kelayakan Penambangan Batubara di Wilayah KP

Eksplorasi PT.Dizamatra Powerindo di Kabupaten Lahat

IV-9

batubara, dengan menggunakan karakteristik batuan berupa karakteristik hasil uji

laboratorium dari batuan yang dijumpai pada penampang tersebut. Jika pada suatu

penampang tidak terdapat hasil uji yang mewakili salah satu litologi maka karakteristik

material dari penampang terdekat akan digunakan, dimana variasi material dianggap

homogen dan mempunyai kekuatan geser puncak (Cpeak dan peak), serta tinggi muka air

tanah dianggap mengikuti tinggi permukaan lereng (lereng dalam keadaan jenuh).

Struktur geologi berupa perlapisan dan pengaruh gempa bumi juga turut diperhitungkan.

Data karakteristik material yang digunakan dalam simulasi kemantapan lereng adalah

seperti terlihat pada Tabel 4.7.

Tabel 4.7 Data Material Untuk Analisis Kemantapan Lereng Keseluruhan

No

Sample Code

Litologi /Lithology γsat Cpeak

φ peak Titik Bor Kedalaman

(m) gr/cm³ kg/cm²

1 DMG-01 12.25 - 12.69 Batulempung / Claystone 2.06 6.48 36.12

2 DMG-01 13.8 - 14.27 Batulempung / Claystone 1.93 8.96 48.45

3 DMG-01 23.55 - 24.13 Batulempung Pasiran / Sandy Claystone 1.92 3.66 51.94

4 DMG-02 20,90 - 21,33 Batulempung / Claystone 1.91 5.62 43.47

5 DMG-02 32,50 - 33,00 Batulempung / Claystone 1.77 4.30 47.03

6 DMG-02 48,50 - 49,06 Batulempung Pasiran / Sandy Claystone 1.94 7.21 48.43

7 DMG-02 77,32 - 77,82 Batupasir / Sandstone 1.94 7.36 56.60

8 DMG-03 31,18 - 31,68 Batupasir / Sandstone 1.94 4.92 49.61

9 DMG-03 45,25 - 45,75 Batulempung Pasiran / Sandy Claystone 2.00 4.95 53.78

10 DMG-03 58,50 - 59,00 Batupasir / Sandstone 1.80 4.16 43.42

11 DMG-03 75,61 - 76,16 Batulempung Pasiran / Sandy Claystone 2.08 4.07 54.78

12 DMG-05 13.97 - 14.43 Batulanau / Siltstone 1.71 8.08 36.08

13 DMG-05 26.22 - 26.63 Batulanau / Siltstone 2.07 5.02 49.58

14 DMG-05 51.25 - 51.75 Batulempung / Claystone 1.80 4.11 43.44

15 DMG-05 64,0 - 64,5 Batulempung / Claystone 1.71 6.27 34.22

16 DMG-06 25,26 - 25,63 Batupasir / Sandstone 1.78 9.56 57.48

17 DMG-06 45,00 - 45,43 Batupasir / Sandstone 1.75 4.58 47.03

18 DMG-06 55,65 - 56,50 Batulanau / Siltstone 1.80 5.68 43.46

19 DMG-07 17,2 - 17,65 Batupasir / Sandstone 1.89 4.88 49.55

20 DMG-07 49,49 - 49,91 Batupasir / Sandstone 1.87 2.95 58.90

21 DMG-07 90,95 - 91,38 Batulempung / Claystone 1.99 3.83 41.15

22 DMG-08 48,15 - 48,59 Batupasir / Sandstone 1.82 5.50 48.50

23 DMG-08 55,34 - 55,76 Batulanau / Siltstone 1.98 9.09 50.06

24 DMG-08 69,49 - 70,30 Batupasir / Sandstone 1.77 3.15 58.84

25 DMG-09 18,06 - 18,58 Batupasir / Sandstone 1.93 7.21 48.43

26 DMG-09 36,07 - 36,57 Batulempung Pasiran / Sandy Claystone 1.79 4.67 55.76

27 DMG-09 78,62 - 79,17 Batulanau Pasiran / Sandy Siltstone 1.89 6.42 68.00

28 DMG-10 28,10 - 28,60 Batupasir / Sandstone 1.63 7.28 54.76

29 DMG-10 38,30 - 38,85 Batulempung / Claystone 1.85 6.14 51.01

30 DMG-10 56,68 - 57,35 Batulempung / Claystone 1.81 7.24 48.45

31 DMG-10 99,40 - 99,90 Batupasir / Sandstone 1.69 7.57 61.31

32 DMG-11 29,00 - 29,40 Batupasir / Sandstone 1.89 7.35 49.40

33 DMG-11 30,43 - 30,88 Batulempung / Claystone 1.89 3.07 51.00

Page 10: Bab IV Kajian_geoteknik

Studi Kelayakan Penambangan Batubara di Wilayah KP

Eksplorasi PT.Dizamatra Powerindo di Kabupaten Lahat

IV-10

34 DMG-11 35,50 - 36,00 Batulanau / Siltstone 1.89 6.74 71.40

35 DMG-11 56,25 - 57,03 Batupasir / Sandstone 1.90 3.78 55.26

36 DMG-11 72,27 - 72,97 Batulanau / Siltstone 1.84 10.45 64.46

37 DMG-13 14.52 - 15.03 Batupasir / Sandstone 1.61 7.53 56.68

38 DMG-13 52.01 - 52.5 Batulanau / Siltstone 1.75 7.53 50.39

Analisis kemantapan lereng dilakukan pada variasi tinggi lereng maksimum 30, 45, dan

60 meter dengan mempertimbangkan radius pengaruh lubang bor geoteknik. Penentuan

kemiringan lereng dilakukan secara coba-coba (trial and error) pada masing-masing

tinggi lereng, sampai diperoleh geometri yang aman dengan faktor keamanan ≥ 1.5.

Simulasi kemantapan lereng pada rencana pit D dan E dilakukan dengan menggunakan

perangkat lunak Slide 5.0.

Faktor keamanan yang diperoleh dari hasil analisis untuk kombinasi sudut dan

ketinggian seperti disebutkan di atas dapat dilihat pada Tabel 4.8. Lereng keseluruhan

dianggap mantap jika FK > 1,500.

Tabel 4.8 Faktor Keamanan Lereng pada Penampang Keseluruhan Blok.

Blok Slope

35º 45º 60º

D >2.367 2.125 1.879

E 2.591 2.167 1.534

4.3.3 Lereng Timbunan

Analisis lereng timbunan dilakukan untuk memperoleh geometri lereng timbunan yang

aman, meliputi lereng tunggal (single slope) dan lereng keseluruhan (overall slope).

Analisis dilakukan dengan menggunakan beberapa asumsi, antara lain adalah material

pembentuk lereng berupa material campuran yang berasal dari material hasil penggalian

overburden. Material campuran tersebut dianggap homogen terhadap karakteristik

batuan dengan menggunakan 80 % rata-rata kekuatan geser semu (Capp) dan rata-rata

sudut geser semu ( app). Sementara, untuk berat jenis material diambil nilai terbesar

pada keadaan jenuh. Selain material, pengaruh gempa bumi juga ikut diperhitungkan.

Data karakteristik material yang digunakan dapat dilihat pada Tabel 4.9 dan hasil

analisis kemantapan lereng timbunan dapat dilihat pada Tabel 4.10.

Page 11: Bab IV Kajian_geoteknik

Studi Kelayakan Penambangan Batubara di Wilayah KP

Eksplorasi PT.Dizamatra Powerindo di Kabupaten Lahat

IV-11

Tabel 4.9 Data Karakteristik Material, Lereng Timbunan

sat capp

kg/cm² app (º)

1.85 2.19 23.66

Tabel 4.10 Faktor Keamanan Lereng Timbunan. Nilai FK yang ditulis dengan

huruf merah adalah FK tidak mantap

Sudut Lereng (º)

Tinggi Timbunan (m)

Faktor Keamanan

30

30 1.341

25 1.537

20 1.982

45

30 1.006

25 1.158

20 1.411

Page 12: Bab IV Kajian_geoteknik

Studi Kelayakan Penambangan Batubara di Wilayah KP Eksplorasi PT.Dizamatra Powerindo di Kabupaten Lahat

IV-12

4.3.4 Analisis Kemampugalian dan Kemampugaruan

4.3.4.1 Kriteria kemampugaruan terhadap kecepatan gelombang seismik

Parameter yang digunakan untuk kemampugaruan terhadap kecepatan gelombang

seismik adalah kecepatan ultrasonik material. Sebagai pembanding, digunakan nilai kuat

tekan dari uji kuat tekan uniaksial yang diubah menjadi kecepatan seismik, menurut

persamaan VF=953*σC0,225.

Analisis terhadap data kecepatan seismik ini, dilakukan mengunakan kriteria Weaver

(1975) dan grafik hubungan kecepatan seismik terhadap kemampugaruan ripper merek

Komatsu D 155 Giant Ripper, dengan Catterpillar D9R sebagai pembanding.

Dalam analisis dengan menggunakan kriteria Weaver (Tabel 4.11), beberapa parameter

yang tidak dapat diperoleh datanya secara langsung, diasumsikan dengan kondisi

marginal/moderat. Parameter yang dimaksud adalah tingkat pelapukan, kemenerusan

kekar, gouge kekar, dan orientasi kekar.

Rekapitulasi analisis kemampugaruan berdasarkan Kriteria Weaver, dapat dilihat pada

Tabel 4.12. Sebagai pembanding dalam analisis kemampugaruan, digunakan grafik

hubungan kecepatan seismik kemampugaruan ripper merek Komatsu D155A Giant

Ripper (Gambar 4.3) dan Catterpillar D9R (Gambar 4.4).

Tabel 4.11 Klasifikasi massa batuan untuk penggaruan menurut Weaver (1975)

Kelas Batuan I II III IV V

Dekripsi Sangat baik Baik Sedang Buruk Sangat buruk

Kecepatan seismik

(m/s)

> 2150 2150-1850 1850-1500 1500-1200 1200-450

Bobot 26 24 20 12 5

Kekerasan Eks. keras Sangat keras Keras Lunak Sangat lunak

Bobot 10 5 2 1 0

Pelapukan Tdk. lapuk Agak lapuk Lapuk Sangat lapuk Lapuk total

Bobot 9 7 5 3 1

Jarak kekar (mm) > 3000 3000-1000 1000-300 300-50 < 50

Bobot 30 25 20 10 5

Kemenerusan kekar Tdk. menerus Agak menerus Menerus - tdk ada

gouge

Menerus-be-

berapa gouge

Menerus dgn.

gouge

Bobot 5 5 3 0 0

Gouge kekar Tdk ada pemisahan Agak pemisahan Pemisahan

< 1mm

Gouge < 5 mm Gouge > 5 mm

Bobot 5 5 4 3 1

Orientasi kekar

Sgt. mengun-tungkan Tdk. me-

nguntungkan

Agak tdk me-

nguntungkan

Mengun-tungkan Sgt. mengun-

tungkan

Bobot 15 13 10 5 3

Bobot total 100-90 90-70 70-50 50-25 <25

Penaksiran

kemampugaruan

Peledakan Eks. susah garu &

ledak

Sangat susah garu Susah garu Mudah garu

Pemilihan traktor - D9G D9 / D8 D8 / D7 D7

Horse power 770-385 385-270 270-180 180

Kilowatt 575-290 290-200 200-135 135

Page 13: Bab IV Kajian_geoteknik

Studi Kelayakan Penambangan Batubara di Wilayah KP Eksplorasi PT.Dizamatra Powerindo di Kabupaten Lahat

IV-13

Berdasarkan kombinasi pembobotan, menurut Kriteria Weaver, material di wilayah PT.

Dizamatra Powerindo yang memiliki nilai kecepatan seismik antara 402.5424 s/d

2735.411 m/s, nilai RQD antara 25 – 100%, dan kuat tekan (σc) antara 0.73 – 64.38

kg/cm², termasuk dalam kriteria material yang ”mudah digaru” sampai ”susah digaru”

dengan daya kuda alat garu yang disarankan adalah > 270 Hp atau setara dengan ripper

Komatsu D155A Giant Ripper (Gambar 4.3) dan Catterpillar D9R (Gambar 4.4).

Gambar 4.3 Kecepatan seismik terhadap kemampugaruan D155A Giant Ripper

Page 14: Bab IV Kajian_geoteknik

Studi Kelayakan Penambangan Batubara di Wilayah KP Eksplorasi PT.Dizamatra Powerindo di Kabupaten Lahat

IV-14

Gambar 4.4 Hubungan kecepatan seismik terhadap kemampugaruan Ripper Cat D9R.

Dari grafik pada Gambar 4.5, produksi penggaruan Catterpillar D9R per jamnya dapat

diperkirakan, misal : bila nilai kecepatan seismik antara 402.5424 s/d 2735.411 m/s (nilai

rata-rata) maka produksinya bervariasi, mulai dari 1.500 s/d 1800 BCM/jam, tergantung

pada kondisi kerjanya.

A = kondisi kerja ideal

B = kondisi kerja buruk

Gambar4.5 Grafik hubungan antara kecepatan seismik, produksi

penggaruan dan kondisi kerja.

Page 15: Bab IV Kajian_geoteknik

Studi Kelayakan Penambangan Batubara di Wilayah KP Eksplorasi PT.Dizamatra Powerindo di Kabupaten Lahat

IV-15

Tabel 4.12 Kriteria Penggaruan Berdasarkan Kecepatan Seismik

Page 16: Bab IV Kajian_geoteknik

Studi Kelayakan Penambangan Batubara di Wilayah KP

Eksplorasi PT.Dizamatra Powerindo di Kabupaten Lahat

IV - 16

4.3.4.2 Kriteria Penggalian Menurut Indeks Kekuatan Batu

Parameter yang digunakan dalam kriteria penggalian menurut Indeks Kekuatan Batu

adalah fracture index dan point load index. Fracture Index digunakan sebagai ukuran

karakteristik diskontinuitas dan didefinisikan sebagai jarak rata-rata bidang diskontinuitas

sepanjang bor inti atau dalam massa batuan. Fracture index diperoleh dari nilai indeks

kecepatan (VField/VLab) seperti terlihat pada Tabel 4.13, dengan melakukan interpolasi.

Sedangkan Point load index (PLI) diperoleh dari data pengujian (Tabel 4.4 rekapitulasi

lab geotek).

Tabel 4.13 Hubungan Indeks Kecepatan dengan Fracture Index

Indeks Rekahan (Vfield/Vlab)

0,0 - 0,2 0,2 - 0,4 0,4 - 0,6 0,6 - 0,8 0,8 - 1

Frekuensi diskontinuiti (/m) >15 15 - 8 8 - 5 5 - 1 <1

Spasi diskontinuiti (m) 0,07 0,07 - 0,125 0,125 - 0,2 0,2 - 1 >1

Berdasarkan kriteria Indeks Kekuatan Batu Franklin, jika nilai Point Load Index berkisar

antara 0.00 s/d 0.08 MPa dan Fracture Index antara 0.08 s/d 0.4 maka material di

daerah penyelidikan pada pembongkarannya dapat dilakukan secara penggalian

bebas. Hal ini diperoleh dengan cara mengeplot nilai Point Load Index (PLI) dengan

Fracture index tersebut pada grafik penentuan kriteria Indeks Kekuatan Batu pada

Gambar 4.6.

Gambar 4.6 Kriteria Indeks Kekuatan Batuan (Franklin dkk., 1971)

Page 17: Bab IV Kajian_geoteknik

Studi Kelayakan Penambangan Batubara di Wilayah KP

Eksplorasi PT.Dizamatra Powerindo di Kabupaten Lahat

IV - 17

4.4 Rekomendasi Geoteknik

Batuan sedimen di daerah penelitian, diendapkan dalam suatu sistem fluvial deltaik yang

didominasi oleh endapan sungai. Pengaruhnya tampak pada dimensi tebal dan

pelamparan aquifer. Batupasir yang menjadi akifer umumnya muncul sebagai lapisan

menerus dengan fasies point bar/ channel, yang saling berhubungan akibat

penumpukan secara vertikal namun saling menjemari secara horisontal dengan

batulempung dan batulanau.

Dari hasil simulasi kemantapan lereng diperhatikan bahwa analisis kemantapan lereng

menggunakan analisis 2 dimensi. Apabila ditemukan struktur bidang lemah (lazimnya

merupakan zona sesar) pada saat penambangan sedang berlangsung yang dapat

mempengaruhi kemantapan lereng maka analisis ulang perlu dilakukan. Hasil simulasi

kemantapan lereng menunjukkan bahwa (lihat Tabel 4.14.) :

Rekomendasi Geometri Lereng Tunggal

Lereng tunggal maksimum untuk Blok D dan Blok E yang direkomendasikan adalah 600

dengan ketinggian maksimum 15 meter.

Rekomendasi Geometri Lereng Keseluruhan

Lereng keseluruhan maksimum di Blok D yang direkomendasikan untuk tinggi lereng

120 meter adalah 450 sedangkan di Blok E maksimum 500,

Rekomendasi Geometri Lereng Timbunan

Lereng timbunan dengan material campuran yang direkomendasikan adalah maksimum

450 untuk tinggi lereng 20 meter, dan maksimum 300 untuk tinggi lereng 25 meter

Tabel 4.14. Rekomendasi Lereng Tunggal dan Lereng Keseluruhan untuk Highwall

Blok Lereng Tunggal Lereng Keseluruhan

Tinggi Kemiringan Tinggi Kemiringan

D DMG-1 15 m 60º 120 m 45º

E

DMG-5 15 m 60º 120 m 45º DMG-6 15 m 60º 120 m 40º DMG-7 15 m 60º 120 m 45º DMG-8 15 m 60º 120 m 45º DMG-9 15 m 60º 120 m 45º DMG-10 15 m 60º 120 m 50º DMG-11 15 m 60º 120 m 45º DMG-12 15 m 60º 120 m 40º DMG-13 15 m 60º 120 m 40º

4.5 Pemantauan Lereng

Kegiatan pemantauan pada lereng untuk memberikan tanda bahaya pada lereng yang

berpotensi tidak stabil sebelum terjadi kelongsoran lereng penambangan. Hal ini

bertujuan untuk menjaga keselamatan pekerja dan peralatan, serta untuk menentukan

Page 18: Bab IV Kajian_geoteknik

Studi Kelayakan Penambangan Batubara di Wilayah KP

Eksplorasi PT.Dizamatra Powerindo di Kabupaten Lahat

IV - 18

tindakan yang harus dilakukan agar lereng kembali stabil. Kegiatan pemantauan

kestabilan lereng dilakukan pada lereng tertentu yang dianggap berpotensi untuk tidak

stabil. Pada dasarnya lereng telah didesain dengan pertimbangan geoteknik untuk

memperoleh kondisi mantap. Namun demikian masih terdapat faktor-faktor yang belum

dimasukkan ke dalam analisis kemantapan lereng seiring dengan kemajuan kegiatan

penambangan seperti adanya struktur sesar yang tidak tersingkap saat desain lereng,

kondisi air tanah yang berubah dan lain sebagainya.

Pemantauan dilakukan pada lereng yang mempunyai kecenderungan untuk tidak stabil,

yang menunjukkan tanda-tanda tertentu. Apabila ditemui kondisi tersebut, maka segera

dilakukan pemantauan. Kondisi yang ditemui pada lereng yang mengharuskan adanya

pemantauan adalah sebagai berikut :

Adanya rekahan tarik (tension crack) pada bagian atas lereng. Rekahan tersebut

terbentuk pada saat material pembentuk lereng bergerak ke arah pit. Apabila

rekahan tersebut terisi dengan air hujan, maka akan menambah potensi

ketidakstabilan lereng.

Adanya sebagian kecil crest yang turun secara vertikal. Hal ini bisa diamati

secara visual pada bagian atas lereng yang menunjukkan adanya pergerakan

parsial dari lereng.

Perubahan keadaan air tanah yang tiba-tiba, seperti munculnya rembesan pada

bagian bawah lereng (toe) akibat kenaikan air tanah maupun akibat adanya

hujan yang terus menerus. Hal ini akan mengakibatkan berat material lereng dan

tekanan air pada lereng semakin besar.

Adanya runtuhan kecil pada bagian bawah lereng (toe). Runtuhan tersebut akan

mengakibatkan material diatasnya menjadi menggantung (overhang) dan

berpotensi untuk runtuh.

Kegiatan pemantauan yang dilakukan apabila ditemui hal-hal tersebut yang paling umum

adalah pengamatan dengan memasang rambu pengamatan pada lereng yang

berpotensi runtuh. Koordinat dari rambu tersebut diketahui dengan menembak rambu

dari satu titik ikat dengan alat ukur teodolit. Pengamatan dilakukan dengan cara

menembak titik rambu tersebut dengan selang waktu tertentu/hari (Gambar4.7).

Page 19: Bab IV Kajian_geoteknik

Studi Kelayakan Penambangan Batubara di Wilayah KP

Eksplorasi PT.Dizamatra Powerindo di Kabupaten Lahat

IV - 19

Gambar 4.7 Pemasangan Rambu Pengamatan Pada Lereng Tidak Stabil

Pemantauan juga dapat dilakukan pada rekahan tarik di bagian atas lereng dengan cara

memasang pita ukur pada kedua sisi dari rekahan tersebut. Pengukuran dilakukan

terhadap pergerakan rekahan dengan skala waktu pengukuran tertentu (per hari)

(Gambar 4.8).

Gambar 4.8 Pemasangan Pita Ukur Pada Rekahan tarik

Hasil pengamatan kemudian diplotkan ke dalam suatu grafik yang menunjukkan

perpindahan terhadap waktu. Dari grafik tersebut dapat diperkirakan keadaan

kemantapan lereng dan dapat digunakan sebagai sarana memperkirakan kapan lereng

Page 20: Bab IV Kajian_geoteknik

Studi Kelayakan Penambangan Batubara di Wilayah KP

Eksplorasi PT.Dizamatra Powerindo di Kabupaten Lahat

IV - 20

akan runtuh. Berikut merupakan salah satu contoh grafik yang menunjukkan

pemantauan pergerakan beberapa lereng (Gambar 4.9).

Gambar 4.9 Contoh Grafik Pemantauan Lereng

Dari grafik tersebut dapat dibedakan lereng yang masih stabil dan lereng (menunjukkan

pergerakan drastis). Lereng yang menunjukkan pergerakan naik pada drastis tersebut

merupakan lereng yang berpotensi untuk runtuh, sehingga perlu dilakukan tindakan

pencegahan.