5. RANCANGAN PELEDAKAN

Pekerjaan peledakan pada massa batuan mempunyai

tujuan tertentu, yaitu:

1. Membongkar atau melepas

2. Memecah dan memindah

3. Membuat rekahan

Agar pekerjaan peledakan berhasil dengan baik sesuai

dengan rencana perlu diperhatikan faktor-faktor sebagai

berikut :

1. Karaktersitik atau sifat batuan yang diledakkan, termasuk

data geoteknik

2. Sifat-sifat bahan peledak

3. Teknik/metoda peledakan yang dipakai

Dengan pengetahuan teknik/metoda peledakan dapat

dibuat rencana geometri peledakan dan jumlah bahan

peledak yang sesuai untuk mendapatkan hasil seperti

yang diharapkan.

- Proses pemecahan tahap I

Pada saat bahan peledak meledak, tekanan tinggi yang

ditimbulkan akan menghancurkan batuan di daerah sekitar lubang

tembak.

Gelombang kejut (shock wave) yang meninggalkan lubang tembak

merambat dengan kec. 9.000 17.000 ft/det akan mengakibatkan tegangan tangensial (tangensial stresses) yang menimbulkan

rekahan radial (radial cracks) yang menjalar dari daerah lubang

tembak. Rekahan radial pertama terjadi dalam waktu 1 2 ms.

PROSES PECAHNYA BATUAN AKIBAT PELEDAKAN

- Proses pemecahan tahap II

Tekanan akibat gel. kejut yang meninggalkan lubang tembak pada

proses pemecahan tahap I adalah positif. Apabila gelombang kejut

mencapai bid. bebas (free face), gelombang tsb akan dipantulkan.

Bersamaan dengan itu tekanannya turun dengan cepat dan

berubah menjadi negatif serta menimbulkan gelombang tarik

(tension wave).

Gelombang tarik ini merambat kembali di dalam batuan. Karena

batuan lebih kecil tahanannya terhadap tarikan dari pada tekanan

(compression), akan terjadi rekahan-rekahan (primary failure

cracks) karena tegangan tarik (tensile stress) yang cukup kuat.

- Proses pemecahan tahap III

Di bawah pengaruh tekanan gas-gas yang sangat tinggi hasil

peledakan, maka rekahan radial utama (tahap II) akan diperlebar

secara cepat oleh efek kombinasi dari tegangan tarik yang

disebabkan kompresi radial dan pneumatic wedging (pembajian).

Apabila massa di depan lubang tembak gagal mempertahankan

posisinya dan bergerak ke depan maka tegangan tekan tinggi yang

berada dalam batuan akan dilepaskan (unloaded). Akibat pelepasan

tegangan tekan ini akan menimbulkan tegangan tarik yang besar di

dalam massa batuan. Tegangan tarik inilah yang melengkapi proses

pemecahan batuan yang sudah dimulai pada tahap II.

Peledakan Jenjang

Faktor-faktor yang mempengaruhi rencana peledakan adalah :

- material yang akan diledakkan,

- struktur geologi,

- muatan bahan peledak,

- geometri peledakan,

- selang waktu tunda yang digunakan, dan

- ukuran ledakan yang direncanakan.

Pengaruh pengurangan burden dalam muatan bahan peledak pada formasi

batuan yang sama

Proses peledakan pada jenjang

Merencanakan peledakan

Dalam rangkaian pekerjaan peledakan setiap unit

operasi saling berhubungan satu terhadap yang

lain. Walaupun demikian, pekerjaan pemboran dan

peledakan merupakan bagian yang paling penting.

Pola pemboran dan teknik peledakan direncanakan

sedemikian rupa sehingga peledakan atau

pemecahan batuan dapat berjalan secara efisien

dan tidak menimbulkan hal-hal yang kurang baik

atau merusak.

Pola peledakan

Rencana pola peledakan sebagian besar didasarkan pada diameter lubang ledak. Karena jumlah batuan yang dihasilkan akan bertambah dengan bertam-bahnya ukuran lubang ledak, maka jumlah dari batuan yang terledakkan akan bertambah untuk kapasitas pemboran yang sama.

Melihat hal tersebut maka peledakan batuan biasanya dilakukan dengan memakai diameter lubang ledak terbesar yang masih memungkinkan, kecuali kalau ada faktor-faktor lain yang membatasi pemilihan tersebut.

Pengisian dan penembakan

Pemilihan bahan peledak sebagian besar ditentukan oleh diameter lubang ledak, kondisi lubang ledak, derajat fragmentasi yg dibutuhkan dan rock blastability.

Rencana pengisian selalu didasarkan pada pola peledakan dan ciri-ciri teknis bahan peledak yang dipilih sehingga menentukan jumlah bahan peledak dan cara memuatnya.

Lubang-lubang ledak diisi dengan specific charge/ charging density tertentu dengan mempertimbangkan fragmentasi batuan yang diharapkan dari hasil peledakan tersebut.

Perencanaan sistem penembakan untuk suatu kegiatan peledakan dapat mempengaruhi :

1. Ukuran fragmentasi batuan, bentuk dan letak dari

tumpukan batuan.

2. Arah lemparan massa batuan lepas, sehingga dapat dipilih ke arah tertentu.

3. Apabila ada batasan mengenai getaran tanah dari hasil peledakan, maka jumlah peledakan seketika (instantaneous ignition) dibatasi dan diganti dengan memakai pola penembakan beruntun.

Keterangan : H = kedalaman lubang bor T = stemming B = burden K = tinggi jenjang PC = panjang muatan J = subdrilling

Arah pemboran dan geometri peledakan

Tabel 5.1 Keuntungan dan kerugian dari arah pemboran vertikal dan miring

Keuntungan Kerugian

Lubang bor vertikal :

1. Mengurangi terjadinya fly rock, karena

gelombang kejut yang terpakai lebih

kecil.

2. Pada ketinggian jenjang yang sama,

kedalamannya lebih pendek dibanding

lubang bor miring.

3. Mengurangi kemungkinan terjepitnya

batang bor pada saat operasi

pemboran dilakukan.

4. Lebih mudah dalam pembuatan lubang

bor yang panjang.

Lubang bor vertikal :

1. Kemungkinan terjadi longsoran pada

muka jenjang yang dihasilkan lebih

besar.

2. Pada bagian atas jenjang kurang bagus

karena adanya backbreak.

3. Fragmentasi kurang.

4. Pada bagian dasar lantai daya ledak

tidak bisa sepenuhnya tersalurkan

sehingga menimbulkan tonjolan-

tonjolan.

5. Subdrilling yang dibutuhkan lebih

dalam.

Lubang bor miring :

1. Memperkecil bahaya longsoran.

2. Mengurangi biaya pemboran dan

konsumsi bahan peledak karena dengan

burden yang lebih besar.

3. Mengurangi resiko terjadinya tonjolan

dan backbreak.

4. Akan diperoleh jenjang yang stabil.

5. Hasil tumpukan lebih bagus.

6. Subdrilling yang dibutuhkan lebih kecil.

7. Burdennya lebih seragam untuk seluruh

kedalaman, sehingga fragmentasi yang

dihasilkan lebih baik.

Lubang bor miring :

1. Pada ketinggian jenjang yang sama,

kedalaman lubang tembak yang dibuat lebih

panjang dibanding lubang bor vertikal

sehingga membutuhkan waktu pemboran

yang lebih lama.

2. Kemungkinan terjepitnya batang bor ketika

operasi pemboran lebih besar.

3. Sulit melakukan pemboran secara akurat

(human error), khususnya bila membor yang

lebih dalam.

4. Kolom isian bahan peledak lebih panjang.

5. Dibutuhkan ketelitian lebih cermat untuk me-

nempatkan alat bor pada kemiringan tertentu,

sehingga waktu yang dibutuhkan lebih lama.

Pola pemboran

12 ft

12 ft

12 ft

16 ft

Square drill pattern Rectangular drill pattern

Faktor-faktor yang mempengaruhi pemilihan alat bor :

Fragmentasi dan produksi yang dibutuhkan.

Diameter lubang ledak.

Kedalaman lubang ledak.

Jenis batuan.

Kondisi lapangan dan jalan masuk.

Biaya pemboran.

Peraturan-peraturan yang harus dipatuhi.

Fragmentasi batuan

Metoda pengeboran pada jenis-jenis batuan dengan variasi diameter dan kedalaman

Pola peledakan

1. Square pattern

Pada umumnya square pattern digunakan dengan kombinasi V delay

pattern

Gambar V delay pattern

2. Rectangular pattern

Pola ini biasanya dibuat dengan sistem staggered pattern untuk mendapatkan

distribusi bahan peledak dengan baik.

Gambar staggered pattern dengan peledakan ke

arah pojok

Peledakan jenjang adalah peledakan memakai lubang bor vertikal

atau hampir vertikal. Lubang bor diatur dalam satu deretan (baris)

atau beberapa deretan (baris), sejajar atau ke arah bidang bebas

(free face).

Desain Pola Peledakan pada Peledakan Jenjang

Batuan adalah material yang sifatnya sangat bervariasi. Kuat tarik,

tekan dan gesekan berbeda-beda untuk bermacam-macam jenis

batuan. Batuan akan pecah apabila kekuatannya dilampaui. Sifat-

sifat geologi batuan akan mempengaruhi rock blastability.

Jadi yang perlu diamati di daerah yang akan diledakkan adalah

jenis-jenis batuan, kondisi geologi (celah, rekahan, perlapisan dan

sebagainya) dan kondisi lapangan kerja.

Geometri peledakan terdiri dari burden, kedalaman lubang bor, subdrilling, stemming dan spacing.

Geometri peledakan

Hubungan antara variabel-variabel tersebut, yang merupakan

fungsi dari diameter bahan peledak, adalah sebagai berikut :

1. Burden

dimana :

KB = nisbah burden

B = burden

De = diameter bahan peledak (in)

H

PC

T

K

J

B

= .

39,3 ()

= .

12 ()

=12 .

Burden merupakan dimensi yang terpenting dalam peledakan. Hal-hal

yang harus diperhatikan dalam penentuan burden adalah :

Burden harus merupakan jarak dari muatan (charges) tegak lurus

terhadap free face terdekat, dan arah dimana pemindahan akan

terjadi.

Besarnya burden tergantung dari karakteristik batuan, karakteristik

bahan peledak dan sebagainya.

Dalam menentukan KB ada pendekatan yang biasa digunakan di lapangan berdasarkan pengalaman, yaitu :

Untuk light explosives in dense rocks ...KB = 20

Untuk heavy explosives in light rocks KB = 40

Untuk light explosives in average rocks ... KB = 25

Untuk heavy explosives in average rocks ... KB = 35

Hubungan burden dan diameter lubang tembak

2. Stemming

BTKT dimana :

KT = nisbah stemming (0,7 1,0) T = stemming (ft)

T = KT . B

Pada batuan kompak, jika KT < 1, akan terjadi cratering atau

backbreaks, terutama pada collar priming.

Biasanya dipakai KT standar 0,70 dan ini sudah cukup untuk

mengontrol air blast dan stress balance.

3. Spacing

BSKS dimana :

KS = nisbah spacing

S = spacing (ft)

Biasanya spacing tergantung kepada burden, kedalaman lubang bor, letak

primer, waktu tunda dan arah struktur bidang batuan.

S = KS . B

Besarnya KS menurut waktu delay yang digunakan adalah sebagai berikut :

- Long interval delay KS = 1

- Short period delay KS = 1 2 - Normal KS = 1,2 1,8

Prinsip dasar penentuan spacing adalah sbb :

Apabila lubang-lubang bor dalam satu baris diledakkan secara sequence delay maka KS = 1, S = B.

Apabila lubang-lubang bor dalam satu baris diledakkan secara simultan, maka KS = 2, S = 2B.

Apabila dalam multiple row lubang-lubang bor dalam satu baris diledakkan secara sequence delay, lubang-lubang bor dalam arah lateral dari baris yang berlainan diledakkan secara simultan maka pola pemborannya harus dibuat square arrangement.

Apabila dalam suatu multiple row lubang-lubang bor dalam satu baris diledakkan secara simultan, tetapi antara baris yang satu dengan yang lainnya beruntun, maka harus digunakan pola staggered.

4. Kedalaman lubang bor

BHKH dimana :

KH = nisbah kedalaman lubang

H = kedalaman lubang bor (ft)

H = KH . B

5. Subdrilling

BJKJ

dimana :

KJ = nisbah subdrilling

J = subdrilling (ft)

J = KJ . B

Kedalaman lubang bor tidak boleh lebih kecil dari pada burden. Hal

ini untuk menghindari terjadinya overbreaks atau cratering. Dalam

prakteknya harga KH = 1,5 4,0.

Tujuan subdrilling adalah agar batuan

bisa meledak secara full face

sebagaimana yang diharapkan.

Pada kebanyakan batuan KJ tidak boleh

lebih kecil dari pada 0,20. Biasanya

dipakai KJ = 0,3 untuk batuan masif.

Geometri peledakan

6. Charge Length (PC)

Yaitu panjang kolom isian bahan peledak.

PC = H T

dimana :

H = Kedalaman lubang tembak

T = stemming

Powder factor

Powder faktor adalah suatu bilangan yang menyatakan jumlah material yang diledakkan atau dibongkar oleh sejumlah bahan peledak tertentu, dinyatakan dalam ton/lb atau lb/ton.

Powder faktor dipengaruhi oleh pola peledakan dan free face.

Untuk menghitung powder faktor harus diketahui luas daerah yang diledakkan, tinggi

jenjang, panjang muatan dari sebuah lubang tembak (PC), loading density dan

material density ratio.

W = A x L x (dr) (ton)

E = (de).(PC).N (lb)

Pf = E/W (lb/ton)

dimana :

W = batuan atau material yang diledakkan A = luas daerah yang diledakkan

N = jumlah lubang bor dr = material density ratio

Pf = powder factor L = tinggi jenjang

E = jumlah bahan peledak

Loading density (de) yaitu jumlah

isian bahan peledak per meter panjang

kolom isian.

de = 0,508 x 2

= .(62,4)

2000= 0,0312.(SG) (ton/cuft)

Tabel 1 Nilai powder factor untuk peledakan permukaan

Volume setara

Volume setara : suatu angka yang menyatakan setiap meter

pemboran setara dengan sejumlah volume atau berat

tertentu material/batuan yang diledakkan.

Volume setara sangat berguna untuk menaksir kemampuan dari

alat bor yang dipergunakan untuk pembuatan lubang tembak.

HxnWEqPersamaan :

dimana :

Eq = volume setara (ton/m atau ton/ft)

n = jumlah lubang bor dalam pola peledakan

H = kedalaman lubang bor

W = luas daerah yang diledakkan x densitas material

31

standarpeledakbahanpotensialEnergidipakaiyangpeledakbahanpotensialEnergiAF1

31

diledakkanyangbatuanDensitasstandarbatuanDensitasAF2

Cara R.L. Ash

Burden ratio

Harga Kb dipengaruhi oleh jenis batuan yang akan

diledakkan dan bahan peledak yang dipakai. R. L. Ash

telah mengadakan percobaan dalam menentukan KB

yaitu memakai cara perbandingan relatif energi yang

dihasilkan bahan peledak dan mempertimbangkan sifat

batuan terutama berat batuan yang akan diledakkan.

KB = KBstd x AF1 x AF

dimana :

KB = nisbah burden yang telah dikoreksi

dimana :

KB = nisbah burden yang telah dikoreksi

= . (2)

. ()2

1/3

1 =

1/3

2 =

1/3

Bahan peledak standar :

SGstd = 1,2 Vestd = 12.000 fps

Densitas batuan standar = 160 lb/cuft

Cara Konya

Konya memberikan suatu rumusan untuk menentukan burden

sebagai berikut :

B = 0,036 De (SGe /SGr)1/ 3 , m

atau

B = 3,15 De (SGe /SGr)1/3 , ft

B = [(2 (SGe /SGr) + 1,5)].De

dimana :

B = Burden

De = Diamater lubang ledak

SGe = Densitas bahan peledak

SGr = Densitas batuan

Tugas :

Suatu peledakan batugranit direncanakan + 4.500 ton/hari,

densitas = 164,19 lb/cuft. Diameter lubang ledak = 5 in, tinggi

jenjang = 40 m dan dr = 2,63 ton/m3.