Fragmentasi Batuan Fragmentasi adalah istilah umum untuk menunjukkan ukuran setiap bongkah hasil peledakan. Ukuran fragmentasi tergantung pada proses selanjutnya. Untuk tujuan tertentu ukuran fragmentasi batuan yang besar (boulder) diperlukan, misalnya disusun sebagai penghalang di tepi jalan tambang. Namun kebanyakan diinginkan ukuran fragmentasi yang kecil karena penanganan pada kegiatan selanjutnya akan lebih mudah. Ukuran fragmentasi terbesar biasanya dibatasi oleh dimensi mangkok alat gali (excavator atau shovel) yang akan memuatnya ke dumptruck.Beberapa ketentuan umum tentang hubungan fragmentasi denagn lubang ledak :1) Ukuran lubang ledak yang besar akan menghasilkan bongkahan fragmentasi, oleh karena itu harus dikurangi dengan menggunakan bahan peledak yang lebih kuat.2) Perlu diperhatikan bahwa dengan menambah bahan peledak akan menghasilkan lemparan yang jauh.3) Pada batuan dengan intensitas retakan tinggi dan jumlah bahan peledak sedikit dikombinasikan dengan jarak spasi pendek akan menghasilkan fragmentasi kecil.e. Pengaruh Ledakan Terhadap Batuan Pengaruh ledakan yang dilakukan menyebabkan timbulnya : daerah hancuran, daerah retakan, getaran tanah (ground vibration), dan air blast.1) Daerah Hancuran Daerah hancur (crushed zone) terdapat di sekitar lubang ledak, dimana batuan padat akan berubah menjadi butiran-butiran halus berupa serbuk. Hal ini dikarenakan tingginya temperatur dan tekanan gas gas hasil reaksi peledakan serta tingginya tekanan detonasi. Ukuran daerah ini tergantung pada jenis bahan peledak dan material yang akan diledakkan.2) Daerah Retakan Daerah retakan (fracture zone) terjadi jika tegangan yang ditimbulkan oleh ledakan lebih besar dari tegangan yang dapat diterima batuan. Retakanretakan yang terbentuk pertama kali disebabkan oleh tekanan detonasi yang kemudian diperbesar oleh tekanan peledakan. Ukuran daerah ini dipengaruhi oleh jenis batuan dan bahan peledak. Untuk batuan sedimen ukuran daerah retakan dapat mencapai 40 kali diameter lubang ledak.3) Getaran Tanah Getaran tanah (ground vibration) terjadi pada daerah elastic (elstic zone). Di daerah ini tegangan yang diterima batuan lebih kecil dari kekuatan batuan sehingga hanya menyebabkan perubahan bentuk dan volume. Sesuai dengan sifat elastic batuan maka bentuk dan volumenya akan kembali kekeadaan semula setelah tak ada tegangan yang bekerja. Perambatan tegangan pada daerah elastic akan menimbulkan gelombang elastic yang dikenal juga sebagai gelombang seismic.4) Air blast. Air blast adalah gelombang tekanan yang dirambatkan di atmosfer dengan kecepatan diatas kecepatan suara. Ada dua macam air blast :a) Yang dapat didengar (audible sound)b) Yang tidak dapat didengar (subaudible sound)Audible air blast mempunyai frekuensi dibawah 29 Hz.f. Faktor Yang Mempengaruhi Fragmentasi Batuan.Faktor-faktor yang mempengaruhi fragmentasi bantuan dari hasil peledakan adalah :1) Karakteristik batuanKarakteristik batuan dapat berupa :a) Kekuatan (strenght).Strenght merupakan kekuatan batuan untuk menahan beban atau gaya yang bekerja pada batuan tanpa terjadi kerusakan pada batuan. Gaya-gaya tersebut berupa gaya tarik dan gaya tekan.b) Kekerasan Kekerasan adalah tahanan dari suatu bidang permukaan halus terhadap abrasi. Kekerasan dipakai untuk mengukur sifat-sifat teknis dari material batuan dan dapat juga dipakai untuk menyatakan berapa besarnya tegangan yang diperlukan untuk menyebabkan kerusakan pada batuan.c) Kerapatan (density) Batuan yang mempunyai kerapatan yang tinggi berarti mempunyai butiran rapta dan padat sehingga memungkinkan penyebaran energi dalam batuan lebih mudah dan cepat. Batuan yang paling rapat mempunyai kehilangan energi yang lebih kecil dan cenderung dapat hancur lebih baik.d) Kecepatan Penyebarab Energi (velocity) Kecepatan penyebaran energi atau velocity batuan dapat diartikan sebagai waktu yang diperlukan energi tekan sampai ke bidang bebas dan kemudian kembali lagi.e) Elastisitas Sifat elastisitas batuan dapat dinyatakan dalam modulus elastisitas. Modulus elastisitas merupakan faktor kesebandingan antara tegangan normal dan regangan relatifnya. Modulus elastisitas sangat tergantung pada komposisi mineralnya, porositas, jenis perpindahan dan beban yang diterapkan.f) Plastisitas Plastisitas batuan merupakan perilaku batuan yang menyebabkan deformasi tetap setelah tegangan dikembalikan ke kondisi awal, dimana batuan tersebut belum hancur.2) Struktur geologi Stuktur geologi batuan dapat mempengaruhi kelurusan lubang ledak dan kecepatan pemboran. Sedangkan pada proses peledakan struktur geologi dapat melemahkan gelombang kejut dan melepaskan serta membuat ketidakseimbangan dalam distribusi isian bahan peledak.3) Pengaruh air tanah Kondisi air tanah juga dapat mempengaruhi hasil dari peledakan. Adanya air tanah dapat menyebabkan terjadinya pendinginan reaksi dan larutnya unsur-unsur bahan peledak oleh air.Bahan peledak ANFO (Ammonium Nitrat-Fuel Oil) memiliki tingkat ketahanan yang buruk terhadap air, sehingga apabila ANFO yang digunakan terkontaminasi oleh air maka akan mempengaruhi fragmentasi batuan hasil peledakan bahkan bisa menyebabkan terjadinya gagal ledak (misfire).4) Geometri Pemboran Geometri Pemboran dan pola pemboran dirancang secara terpadu dalam rancangan peledakan. Geometri pemboran meliputi : diameter lubang bor, burden, spasi, kedalaman lubang bor dan kemiringan.Geometri pemboran juga meliputi arah pemboran. Arah pemboran ada dua yaitu : arah pemboran tegak dan arah pemboran miring. Lubang tembak yang dibuat tegak, maka pada bagian lantai jenjang akan menerima gelombang tekan yang besar, sehingga menimbulkan tonjolan (toe) pada lantai jenjang, hal ini dikarenakan gelombang tekan sebagian akan dipantulkan pada bidang bebas dan sebagian lagi akan diteruskan pada bagian bawah lantai jenjang. Dan energi pada peledakan ini juga tidak cukup untuk memberikan dorongan untuk melepas batuan dari batuan induknya. Sedangkan dalam pemakaian lubang tembak miring akan membentuk bidang bebas yang lebih luas, sehingga akan mempermudah proses pecahnya batuan karena gelombang tekan yang dipantulkan lebih besar dan gelombang tekan yang diteruskan pada lantai jenjang lebih kecil. Kemiringan lobang tembak sebenarnya tergantung pada lokasi peledakan dilapangan.

(Sumber : Arsip-arsip bagian pemboran PT. Nusa Alam Lestari)Gambar 2. Arah Pemboran5) Pola PemboranKeberhasilan suatu peledakan salah satunya terletak pada ketersediaan bidang bebas yag mencukupi. Pola pemboran merupakan suatu pola pada kegiatan pemboran dengan mendapatkan lobang-lobang tembak secara sistematis. Pola pemboran yang bisa diterapkan pada tambang terbuka bisaanya ada tiga macam pola pemboran yaitu:a) Pola Bujur Sangkar (square pattern) Pola pemboran ini adalah dimana jarak antara burden dan spasi nya sama panjang yang membentuk bujursangkar.b) Pola Persegi Panjang (rectangular pattern) Pola pemboran persegi panjag dimana ukuran spacing dalam satu baris lebih besar dari jarak burden yang membentuk pola persegi panjang. Untuk mendapatkan fragmentasi yang baik, pola ini kurang tepat karena daerah yang tidak terkena pengaruh peledakan cukup besar.

(Sumber : Arsip-arsip bagian pemboran PT. Nusa Alam Lestari)Gambar 3. Pola pemboran square pattern dan rectangular patternc) Pola selang-seling (staggered pattern) Dalam pemboran selang seling lobang tembak dibuat seprti zig zag sehingga membentuk pola segi tiga. Dimana jarak spacing besar sama atau lebih besar dari pada jarak burden. Pada pola ini daerah yang tidak terkena pengaruh peledakan cukup kecil dibandingkan dengan pola yang lainya. Namun pada penerapan dilapangan pola ini cukup sulit melakukan pemboran dan pengaturan lebih lanjut. Tetapi untuk menperbaiki fragmentasi batuan hasil peledakan maka pola ini lebih cocok untuk digunakan. (sumber ; diktat pelaksanaan peledakan pada kegiatan penambangan bahan galian)

Gambar 4. keuntungan pola pemboran selang-selingUntuk mendapatkan fragmentasi hasil peledakan yang baik, pola pemboran juga harus diperhatikan. Karena, terlihat jelas pada gambar 24 area tidak terkena energi peledakan lebih kecil dibandingkan pola pemboran sejajar. Dimana pada area tidak terkena energi peledakan, batuan tersebut akan berurukan besar atau dapat dikatakan fragmentasi hasil peledakan berukuran besar (boulder).g. Peledakan Peledakan pada perusahaan tambang dilakukan untuk memberaikan batuan dari batuan induknya. Dan dilakukan untuk menunjang operasi penggalian yang dilakukan excavator, karna tujuan dari peledakan itu sendiri membuat fragmentasi sehingga dapat menghasilkan rekahan pada batuan, yang dapat memudahkan dalam proses penggalian batuan tersebut.1) Geometri Peledakan Geometri peledakan merupakan suatu hal yang sangat menentukan hasil peledakan dari segi fragmentasi yang dihasilkan, rekahan yang diharapkan maupun dari segi jenjang yang terbentuk.Dalam kegiatan peledakan, yang termasuk geometri peledakan adalah : burden, spasi, stemming, subdrilling, kedalaman lubang ledak, panjang kolom isisan, diameter lubang ledak dan tinggi jenjang.

(sumber ; http;//geometripeledakanimage.com)Gambar 5. Geometri peledakana) Burden (B) Burden merupakan jarak tegak lurus antara lubang tembak terhadap bidang bebas yang paling dekat. Burden merupakan dimensi yang paling penting dalam kegiatan peledakan, karna burden digunakan untuk menentukan geometri peledakan lainnya. Jarak burden yang baik adalah jarak yang memungkinkan energi secara maksimal dapat bergerak keluar dari kolom isian menuju bidang bebas dan dipantulkan kembali dengan kekuatan yang cukup untuk melampaui kuat tarik batuan sehingga akan terjadi penghancuran. Apabila peledakan dilakukan dengan penerapan jarak burden yang terlalu kecil maka akan mengakibatkan energi ledakan dengan mudah bergerak menuju bidang bebas dapat menyebabkan terjadinya batuan terbang (flying rock). Sedangkan jarak burden yang terlalu besar akan mengaskibatkan energi tidak cukup kuat untuk mencapai bidang bebas sehingga pecahnya batuan akan terbentuk bongkahan atau (boulder)b) Spasi (S) Spasi adalah jarak antara lubang tembak dalam satu baris dan diukur sejajar terhadap dinding teras (jenjang). Dalam memperkirakan panjang spasi, yang perlu diperhatikan adalah apakah ada interaksi antara charges yang berdekatan. Apabila masing masing lubang bor diledakan sendiri sendiri dengan interval waktu yang cukup panjang dan untuk memungkinkan setiap lubang bor meledak dengan sempurna, maka tidak akan terjadi interaksi antar gelombang energi masing masing. Tetapi kalau waktu tunda diperpendek maka akan terjadi interaksi, sehingga akan menyebabkan terjadinya efek yang kompleks.c) Stemming (T) Stemming atau collar merupakan suatu kolom untuk tempat material penutup di dalam lubang tembak yang terletak di atas kolom isian.Stemming digunakan untuk menentukan stress balance (Tegangan untuk memecah batuan agar dapat meledak keatas dan kesamping secara serentak). Stemming juga berguna untuk mengurung gas gas yang timbul dari hasil peledakan sehingga dapat merekahkan batuan dengan energi yang maksimal. Ada dua hal yang berhubungan dengan stemming antara lain :(1) Ukuran panjang stemming Ukuran panjang stemming pada umumnya sama dengan burden apabila peledakan dilakukan pada batuan yang kompak, untuk mendapatkan hasil peledakan yang maksimal dan sesuai dengan yang diharapkan. Apabila didalam proses peledakan menggunakan panjang stemming yang terlalu pendek maka energi ledakan yang dihasilkan cenderung lebih cepat mencapai bidang bebas sehingga menimbulkan batuan terbang (fly rock) dan energi yang menekan batuan tidak maksimal. Stemming yang pendek juga akan menghasilkan fragmentasi batuan yang kurang baik. Sebaliknya apabila panjang stemming telalu panjang dapat menyebabkan energi ledakan terkurung secara sempurna sehingga energi ledakan tidak sampai ke permukaan lubang tembak yang dapat menyebabkan terjadinya bongkahan-bongkahan pada permukaan lubang tembak.(2) Ukuran material stemming Ukluran material stemming sangat berpengaruh terhadap hasil peledakan, apabila bahan stemming terdiri dari butiran-butiran halus hasil pemboran (cutting), kurang memiliki gaya gesek terhadap lubang tembak sehingga udara yang bertekanan tinggi akan mudah mendorong material stemming tersebut. Sehingga energi yang seharusnya untuk menghancurkan batuan, banyak hilang melalui rongga stemming. untuk mencegahnya banyak menggunakan bahan yang berbutir kasar dan keras.

(sumber ; http;//geometripeledakanimage.com)Gambar 6. stemmingd) Subdrilling (J) Subdrilling merupakan penambahan kedalaman pada lubang ledak dengan tujuan supaya batuan dapat meledak secara full face sebagaimana yang diharapkan dan batuan yang terbongkar hanya sebatas lantai jenjang saja. Subdrilling yang terlalu pendek dapat mengakibatkan terjadinya tonjolan (toe) sehingga dapat menyulitkan proses kegiatan selanjutnya.e) Kedalaman lubang ledak (H) Kedalaman lobang ledak merupakan kedalaman lobang yang akan diledakan yang merupakan penjumlahan antara tinggi jenjang dengan subdrilling. Kedalaman lobang ledak yang dibuat tidak boleh lebih kecil dari pada burden. Hal ini bertujuan untuk menghidari tejadinya (overbreak) dan (fly rock). Kedalaman lobang ledak bisaanya ditentukan berdasarkan kapasitas produksi yang diinginkan.

(sumber ; http;//geometripeledakanimage.com)Gambar 7. Kedalaman lubang ledakf) Tinggi jenjang (L) Secara spesifik tinggi jenjang maksimum ditentukan oleh peralatan lobang bor dan alat muat yang tersedia. Tinggi jenjang diambil berdasarkan kedalaman lobang tembak dan subdrilling. Jika tinggi jenjang melebihi kedalaman lobang tembak, maka sering terbentuknya tojolan (toe) dibagian bawah jenjang. Hal ini desebabkan karena energi ledak dari bahan peledak tidak mampu mencapai bagian bawah jenjang.g) Panjang kolom isian (PC) Panjang kolom isian merupakan panjang kolom lobang tembak yang akan diisi bahan peledak. Panjang kolom ini merupakan kedalaman lobang tembak dikurangi stemming yang digunakan. Semakin banyak bahan peledak yang digunakan dalam proses peledakan maka akan memerlukan panjang kolom isian yang cukup panjang sehingga juga akan berpengaruh kepada ukuran panjang stemming.

(sumber ; diktat pelaksanaan peledakan pada kegiatan penambangan bahan galian)Gambar 8. Panjang kolom isian (PC)

http://miningforce.blogspot.com/2011/09/analisa-produktifitas-peledakan-untuk.html