DASAR –DASAR TEKNIK PELEDAKAN

MATA KULIAHTAMBANG UMUM

FOR MINERS ARROUND THE

WORLD

PENGERTIAN BAHAN PELEDAK KLASIFIKASI KARAKTERISTIK TIPE DAN JENIS HANDAK INDUSTRI

DEFENISI BAHANPELEDAK ;

• Bahan Peledak

“ suatu bahan kimia senyawa tunggal atau campuran berbentuk padat, cair, gas atau campurannya yang apabila dikenai suatu aksi panas, benturan, gesekan atau ledakan awal akan mengalami suatu reaksi kimia eksotermis sangat cepat yang hasil reaksinya sebagian atau seluruhnya berbentuk gas dan disertai panas dan tekanan sangat tinggi yang secara kimia lebih stabil.”

TUJUAN PELEDAKAN

PELEDAKAN OVERBURDEN BATUBARA

Bahan peledak HANDAK (explosive) mempunyai tiga (3) Campuran bahan 1. Zat kimia yang mudah bereaksi yang fungsinya sebagai explosive base, yaitu :

N.G (Nitroglyserine) C3H5 (NO3)3 TNT(Tri Nitro Toluence) C6H2CH3 (NO2)3 Nitrocellulose / gun cotton (C6H7 (NO3)3 O2) x dimana x dapat bernilai 1 Nitrostearach (C6H7 (NO3)3 O2) x dimana x dapat bernilai 3 Dinitroluence C7N2O4H6 Ethylene glycoldinitrate C2H4(NO3)2 Fulminate (campuran HNO3 + alkohol), biasanya dicampur dengan metal Pb/Hg/Cu/Ag

sebagai detenator (pemulai ledakan).

2. Oksidator yang fungsinya memberikan O2, yaitu : KClO3, NaClO3, NaNO3, NH4NO3, dan KNO3

3. Zat penyerap / tambahan terdiri dari serbuk kayu, serbuk gandum, serbuk batubara, serbuk belerang, chalk (CaCO3), oksida seng dan Kieselguhr / silika (SiO2)

Menurut Daya Ledak

Bahan Peledak secara umum dibagi atas 2 bagian menurut daya ledak yang ditimbulkannya, yaitu :

• Low Explosives• High Explosives

LOW EXPLOSIVELow Explosive, Ciri-ciri :

• Jangkauan ledakan < 1000 m / dtk, dengan ciri-ciri :• Reaksi peledakannya relatif lambat• Tidak seluruh bahan peledak berubah dari fase padat

menjadi fase gas, sehingga menimbulkan tekanan dan temperatur yang tinggi.

• Menghasilkan proses pembakaran yang relatif lambat (deflagration) dan tidak menghasilkan getaran dan gelombang (shock waves). Contoh : Black Powder (sodium nitrat dan sulfur), black powder ada 2 (dua) jenis yaitu Black Blasting Powder yang berbentuk butiran dan Pellet Powder.

HIGH EXPLOSIVE

High Explosive, Ciri-ciri :• Jangkauan ledakan > 1500 meter / detik• Reaksi peledakan cepat• Seluruh bahan peledak berubah dari fase padat

menjadi fase gas.• Menghasilkan getaran gelombang yang tinggi yang

diikuti oleh reaksi kimia yang menyediakan energi untuk kelanjutan propagasi secara stabil yang menimbulkan "shattering effect".

• Contoh : Dinamit, TNT (Tri Nitro Toluen), dan Gelatine.

CARA PELEDAKAN :

1. Simultaneous Blasting (Peledakan sekaligus)

2. Delayed Blasting ( Sistem tunda, berurutan selang beberapa detik)

SEGITIGA PEMBAKARANSEGITIGA PEMBAKARAN

AGEN PELEDAKAN AGEN PELEDAKAN (BLASTING (BLASTING AGENTS)AGENTS)

BAHAN PELEDAK BERBASIS BAHAN PELEDAK BERBASIS “NG”“NG”

PERMISSIBLE EXPLOSIVEPERMISSIBLE EXPLOSIVEBLACK POWDERBLACK POWDERDETONATORDETONATOR

KLASIFIKASI BAHAN PELEDAKKLASIFIKASI BAHAN PELEDAK

BAHAN PELEDAK

BAHAN PELEDAK KUAT(HIGH EXPLOSIVES)

BAHAN PELEDAK LEMAH(LOW EXPLOSIVES)

PRIMER

CONTOH:Pb Azide

Pb StypnateHg Fulminate

SEKONDER

CONTOH:NGTNT

PETNDinamitEmulsiANFO

TERSIER

CONTOH:ANAP

DNT

PIROTEKNIK

CONTOH:Thermite

Delay compositionIgnition charge

PROPELAN

LIQUID PADAT

MONO

CONTOH:NitramineHydrazine

KOMPOSIT

CONTOH:LOxFuel

SINGLEBASE

CONTOH:Nitro cellulose

DOUBLE BASE

CONTOH:NC / NG

TRIPLE BASE

CONTOH:NC / NG / NQ

COMPOSITE

CONTOH:NC / NG / AP /

Al / RDX

KLASIFIKASI BAHAN PELEDAK INDUSTRI

KLASIFIKASI BAHAN PELEDAK INDUSTRI

BAHAN PELEDAK INDUSTRI (Mike Smith, 1988)

BAHAN PELEDAK KUAT

AGEN PELEDAKAN

BAHAN PELEDAK KHUSUS

Dinamit

Gelatine

TNT ANFO

Slurries

Emulsi

Hybrid ANFOSlurry mixtures

Seismik

Trimming

Permissible

Shaped charges

Binary

LOX

Compressed air/ gasExpansion agents

Mechanical methods

Water jets

Liquid

Jet piercing

PENGGANTI BAHAN PELEDAK

KARAKTERISTIK BAHAN KARAKTERISTIK BAHAN PELEDAKPELEDAK

Karakter fisikKarakter fisik

Karakter kinerja detonasiKarakter kinerja detonasi

DensitasDensitas

SensitivitasSensitivitas

Ketahanan Thd. Ketahanan Thd. AirAir

Kestabilan Kestabilan KimiawiKimiawi

Karakteristik GasKarakteristik Gas

((densitydensity))((sensitivitysensitivity))((water resistancewater resistance))((chemical stabilitychemical stability))((Fumes Fumes characteristicscharacteristics))

• Berat bahan peledak per unit volume diekspresikan dalam satuan gr/cc

• Densitas bhn.peledak yang tinggi akan lebih mudah menghasilkan dead pressed (detonasi rendah akibat kehilangan sensitivitas karena terhambatnya tekanan) dibanding densitas yang rendah

• Loading density adalah berat per meter bhn.peledak didalam kolom lub.tembak (kg/m)

• Batuan masif - pakai densitas bhn. peledak tinggi

• Batuan berstruktur/lunak - pakai densitas bhn.peledak rendah

• Densitas ANFO 0,85 gr/cc

• Ukuran tingkat kemudahan inisiasi bhn.peledak atau ukuran minimal booster yang diperlukan

• Bervariasi tergantung pada kompisisi bhn.peledak, diameter, temperatur dan tekanan ambient

• High explosive (1,1D) - sensitif terhadap detonator No.8 atau detonating cord 10 gr/m

• Blasting agent (1,5D) - tdk sensitif terhdp. detonator No.8; memerlukan booster (primer)

• Beberapa blasting agent sensitif terhadap det.cord dan dapat mencegah sekuen peledakan tunda downhole

Energi total yang Energi total yang dilepaskan handak dilepaskan handak sampai gas-gas sampai gas-gas terbuang ke udara bebasterbuang ke udara bebas

Batas tekanan yang Batas tekanan yang terbuang tersebut terbuang tersebut sekitar 100 MPasekitar 100 MPa

ENERGI EFEKTIFENERGI EFEKTIF

KLASIFIKASI AGEN PELEDAKANKLASIFIKASI AGEN PELEDAKAN

AMMONIUM NITRAT (NH4NO3)

BAHAN BAKAR KARBON(biasanya solar atau Fuel Oil/FO)

AIR, NITRAT INORGANIK, ZAT PEREKAT, ZAT PENGENDAP

ALUMINIUM

AGEN PELEDAKAN KERINGBERALUMINIUM

(aluminized dry blasting agent)

AGEN PELEDAKAN KERINGATAU ANFO

(dry blasting agent - ANFO)

CAMPURAN LAIN UNTUKMENINGKATKAN DENSITAS

AGEN PELEDAKAN KERINGDENSITAS TINGGI

(densifieddry blasting agent)

ASAM PENGOKSIDA(oxidizing acid)

AGEN PELEDAKAN LUMPURMENGANDUNG ASAM

(acid slurry blasting agent)

PARAFIN, ZAT GULA,KARBON, DLL

(sensitizer bukan bahanpeledak)

AGEN PELEDAKAN LUMPUR(slurry blasting agent)

ALUMINIUM

AGEN PELEDAKAN LUMPURMENGANDUNG ALUMINIUM

(aluminized slurry blasting agent)

BAHAN PELEDAKANLUMPUR

(slurry explosive)

TNT, TEPUNG NITROSTARCHTAK BERASAP

(sensitizer bahan peledak)

BAHAN PELEDAK LUMPURBERALUMINIUM

(aluminized slurry explosive)

ALUMINIUM

"AGEN PELEDAKAN KERING"(dry blasting agent)

"AGEN PELEDAKAN LUMPUR"(slurry blasting agent)

"BAHAN PELEDAK LUMPUR"(slurry explosives)

AMMONIUM NITRAT (NHAMMONIUM NITRAT (NH44NONO33))

Densitas : - butiran berpori 0,74 – 0,78 gr/cc Densitas : - butiran berpori 0,74 – 0,78 gr/cc (untuk agen peledakan)(untuk agen peledakan) - butiran tak berpori 0,93 gr/cc- butiran tak berpori 0,93 gr/cc (untuk pupuk urea)(untuk pupuk urea)

Porositas: - mikroporositas 15%Porositas: - mikroporositas 15% - makro plus mikroporositas 54%- makro plus mikroporositas 54% - butiran tak berpori mempunyai- butiran tak berpori mempunyai porositas 0 – 2%porositas 0 – 2%

Ukuran partikel : yang baik untuk agen Ukuran partikel : yang baik untuk agen peledakan antara 1 – 2 mmpeledakan antara 1 – 2 mm

Tingkat kelarutan terhadap air bervariasi Tingkat kelarutan terhadap air bervariasi tergantung temperatur, yaitu:tergantung temperatur, yaitu:

- 5- 5 C tingkat kelarutan 57,5% (berat) C tingkat kelarutan 57,5% (berat)- 10- 10 C tingkat kelarutan 60% (berat) C tingkat kelarutan 60% (berat)- 20- 20 C tingkat kelarutan 65,4% (berat) C tingkat kelarutan 65,4% (berat)- 30- 30 C tingkat kelarutan 70% (berat) C tingkat kelarutan 70% (berat)- 40- 40 C tingkat kelarutan 74% (berat) C tingkat kelarutan 74% (berat)

SIFAT-SIFAT ANFO SIFAT-SIFAT ANFO (2)(2)

(Data diperoleh dari Dyno Nobel untuk Prilled ANFO)(Data diperoleh dari Dyno Nobel untuk Prilled ANFO)

Densitas:Densitas: Poured (gr/cc)Poured (gr/cc) 0,80 – 0,850,80 – 0,85 Blow Loaded (gr/cc)Blow Loaded (gr/cc) 0,85 – 0,950,85 – 0,95

Energi (MJ/kg):Energi (MJ/kg): 3,73,7 RWS (%):RWS (%): 100 100 (373 kj/gr) (373 kj/gr) RBS:RBS:

Poured (%)Poured (%) 100 100 (317 kj/cc) (317 kj/cc) Blow Loaded (%)Blow Loaded (%) 116116

Diameter lubang ledak min.:Diameter lubang ledak min.: Poured (mm)Poured (mm) 7575 Blow Loaded (mm)Blow Loaded (mm) 2525

Ketahanan thd. air:Ketahanan thd. air: burukburuk Shelf LifeShelf Life::

Maks. 6 bulan tergantung temperatur dan Maks. 6 bulan tergantung temperatur dan kelembaban gudangkelembaban gudang

Gudang yang bersuhu dan kelembaban tinggi akan Gudang yang bersuhu dan kelembaban tinggi akan ANFO rusak, ditandai dgn pengerasan atau ANFO rusak, ditandai dgn pengerasan atau cakingcaking yg yg akan mengurangi kinerja peledakanakan mengurangi kinerja peledakan

Waktu TidurWaktu Tidur (Sleep Time) (Sleep Time) :: Dalam kondisi normal kering dengan lubang tertutup Dalam kondisi normal kering dengan lubang tertutup

stemming yang baik, ANFO dapat ditidurkan sampai 6 stemming yang baik, ANFO dapat ditidurkan sampai 6 bulanbulan

Kehadiran air dalam lubang akan menurunkan secara Kehadiran air dalam lubang akan menurunkan secara dramatis waktu tidurdramatis waktu tidur

PROPERTIES NITRO NOBEL PT DAHANA ICI EXPL. (ORICA)

Density, gr/cc :

- Poured 0,80 – 0,85

- Blow loaded 0,85 – 0,95

- Bulk 0,80 – 0,84 0,80 – 1,10

Energy, MJ/kg 3,70

RWS, % 100 100 100 – 113

RBS, % : 100 – 156

- Poured 100

- Blow loaded 116

VoD, m/s 3000 – 3300 4100

Min. hole diameter, mm : 38,10 25

- Poured 75

- Blow loaded 25

Water resistance nil Poor Poor

Storage life, month 6 6 6

Trade mark ANFO prill DANFO Nitropril

ANFO DARI TIGA PRODUSEN

BAHAN PELEDAK SLURRY ATAU WATERGEL

Istilah slurries dan watergel adalah sama artinya, yaitu campuran oksidator, bahan bakar, dan pemeka (sensitizer) di dalam media air yang dikentalkan memakai gums, semacam perekat, sehingga campuran tersebut berbentuk jeli atau slurries yang mempunyai ketahanan terhadap air sempurna. Sebagai oksidator bisa dipakai sodium nitrat atau ammonium nitrat, bahan bakarnya adalah solar atau minyak diesel, dan pemekanya bisa berupa bahan peledak atau bukan bahan peledak yang diaduk dalam 15% media air.

EMULSIONS EMULSIONS (1)(1)

Adalah matriks yang terbentuk dari fase Adalah matriks yang terbentuk dari fase larutan oksidator di dalam fase fuel yang larutan oksidator di dalam fase fuel yang dipertahankan sifat-sifatnya (dipertahankan sifat-sifatnya (continuous fuel continuous fuel phasephase) ditambah emulsifier (biasanya cuka) ) ditambah emulsifier (biasanya cuka) agar campuran tetap bersatu. Komposisi ini agar campuran tetap bersatu. Komposisi ini disebut tipe disebut tipe water in oil.water in oil.

Ukuran partikel menjadi kecil berbentuk Ukuran partikel menjadi kecil berbentuk dropletsdroplets emulsi handak emulsi handak

Konsentrasi matriks emulsi tidak larut airKonsentrasi matriks emulsi tidak larut air Dapat dibuat di pabrik atau pada truck MMUDapat dibuat di pabrik atau pada truck MMU Densitas antara 1,1 – 1,35 gr/ccDensitas antara 1,1 – 1,35 gr/cc VOD antara 4500 – 5800 m/s dan RWS < VOD antara 4500 – 5800 m/s dan RWS <

ANFO tapi RBS > ANFOANFO tapi RBS > ANFO

94%

AN (AMMONIUM NITRAT)

+6%

FO

ANFO

(94% AN + 6% FO)

81%

EMULSI(76% AN + 5% FO + 18% AIR + 1% EMULSIFIER)

+18%

AIR

+1%

EMULSIFIER

EMULSIONS (2)

Handak Ukuran butir Bentuk butir VOD, m/s

ANFO 2,00 mm Semua padat 3500 - 4500

Dynamit 0,20 mm Semua padat 4000

Slurry 0,20 mm Padat / liquid 3300

Emulsi 0,001 mm Liquid 5000 - 6000

Oxidiser PhaseOxidiser PhaseSuspended Suspended

Fuel PhaseFuel PhaseContinuousContinuous(surrounds the oxidiser)(surrounds the oxidiser)

Bampfield & Morrey, 1984

Pembesaran 1250 xPhotograph from Nitro Nobel

SIFAT

PRODUSEN

DAHANA DYNO NOBEL

ICI EXPLOSIVE

SASOL SMX

Merk dagang Dayagel magnum

Emulite Seri Powergel Seri Emex

Desitas, gr/cc 1,25 1,18 – 1,25 1,16 – 1,32 1,12 – 1,24

Berat/karton, kg 20 25 20 --

RWS, % 119 111 98 – 118 74 – 186

RBS, % 183 162 140 – 179 97 – 183

VOD, m/s 4600 – 5600 5000 – 5800 4600 – 5600 4600 – 5600

Diameter, mm 25 – 65 25 – 80 25 – 65 25 – 65

Ketahanan thd air Sangat baik Sangat baik Sangat baik Sangat baik

Penyimpanan, thn 1 1 1 1

JENIS HANDAK BERBASIS EMULSI(kemasan berbentuk cartridge)

KEMASAN HANDAK BERBASIS EMULSIKEMASAN HANDAK BERBASIS EMULSIBUATAN DYNO NOBEL DANBUATAN DYNO NOBEL DAN

ICI EXPLOSIVESICI EXPLOSIVES

BAHAN PELEDAK BERBASIS NG DAN PERMITTED EXPLOSIVE

SEGITIGA DETONASISEGITIGA DETONASI

DETONASI (DETONATION)Adalah proses kimia-fisika yang mempunyai kecepatan reaksi sangat tinggi, sehingga

menghasilkan gas dan temperature sangat besar yang semuanya membangun ekspansi gaya yang sangat besar pula. Kecepatan reaksi yang sangat cepat dan diawali dengan panas tersebut menghasilkan gelombang tekanan kejut (shock compression wave) dan membebaskan energi dengan mempertahankan shock wave serta berakhir dengan ekspansi hasil reaksinya.

Contoh:TNT meledak : C7H5N3O6 1,75 CO2 + 2,5 H2O + 1,5 N2 + 5,25 CANFO meledak : 3 NH4NO3 + CH2 CO2 + 7 H2O + 3 N2

NG meledak : C3H5N3O9 3 CO2 + 2,5 H2O + 1,5 N2 + 0,25 O2

NG + AN meledak : 2 C3H5N3O9 + NH4NO3 6 CO2 + 7 H2O + 4 N4 + O2

Kriteria:- Melibatkan reaksi kimia- Oksigen utk reaksi terdapat dalam bahan itu sendiri (tanpa oksigen dari udara)- Handak dapat digunakan dalam lubang ledak- Reaksi ledakan tidak dapat dipadamkan- Reaksi sangat cepat (> Kecepatan suara supersonic); contoh VoDANFO = 4500 m/s- Shock compression: mempunyai daya dorong sangat tinggi, merobek retakan yang sudah ada sebelumnya- Shock wave: bahaya symphatetic detonation, menentukan safety distance- Ada ledakan (gerakan massa, bunyi dan panas)

1. DETONATOR BIASA2. DETONATOR LISTRIK3. DETONATOR NONEL4. DETONATOR ELEKTRONIK

isian dasar(base charge)

isian utama(primer charge)

ramuanpembakar

(Ignition mixture)

tabung silinder(shell)

ruang kosong disediakanuntuk sumbu bakar (safetyfuse)

plastik berwarnaselubung kabel

tabung silinder

isian dasar

isian utama

fusehead :

penyumbat

tabung silinder

penyumbat

elemenwaktu tunda- kawat halus yg

memijar- ramuan pembakar

kabel listrik

leg wire

SIMULTANEOUS DELAY

tabung alumunium

isian dasarisian utama elemen tunda

elemen transisi penyumbat anti-statis

sumbu nonelpelapisbaja

plug penutuptidak tembus air

TAHAPAN PROSESPENGHANCURAN

BATUANPEMBEBANAN PADA

PELEDAKAN

Pembebanan dinamisPembebanan quasi-statis (semi-statis)Pelepasan Beban

Burden

Burden ataukedalaman

kritis

Membentuk dome di

permukaan

Burden atau kedalamanoptimum

Flyrock

(a) B = 15’

Burden masih kuat, hanya terjadi penggerusan di sekitar lubang dan retakan tarik radial terbentuk ke arah luar lubang tersebut.

(b) B = 12’

Mulai terjadi runtuhan di permukaan. Burden tak runtuh. Beberapa dome terbentuk di permukaan

(c ) B = 9’

Runtuhan permukaan dan sub-permukaan hampir terbentuk. Kenampakannya seperti dua lapis (papan) batuan yang tak pecah. Dome di permukaan menggelembung.

(d) B = 6’

Ledakan kawah penuh, burden hancur seluruhnya. Runtuhan permukaan dan sub-permukaan bergerak ke arah bidang bebas.

(e) B = 3’

Ledakan kawah penuh, volume yang dihasilkan lebih sedikit dibanding dgn. fragmentasi butir halus. Terbentuk kawah seperti mangkuk, noise dan flyrock.

Berat bhn.peledakANFO diasumsikan =

18 kg ( 40 lb)

Geometri peledakan

Burden (B)Diameter lubang tembak ( )Tinggi jenjang (L)Kedalaman lubang tembak (H)Subdrilling (J)Stemming (T)Spacing (S)

GEOMETRI PELEDAKAN

H

H

L

L

SISTEM PELEDAKAN DENGAN PENGGALAKDETONATING CORD DAN 17 MS CONNECTOR

PELEDAKAN DENGAN SISTEM DETONATOR LISTRIK

A B

MANUFACTURE MOBILE UNIT

Sumber Pustaka :

•Kursus juru Ledak P3TM & Batubara