Peledakan 3

7/25/2019 Peledakan 3

1/23

III - 1

BAB III

TINJAUAN PUSTAKA

3.1 Peledakan

Peledakan adalah proses pembongkaran dan pemindahan massa batuan dalam

volume besar akibat reaksi kimia bahan peledak yang melibatkan pengembangan gas yang

sangat cepat agar material mudah untuk digali dan diangkut menuju proses selanjutnya

serta memenuhi nilai ambang batas lingkungan dan syarat K3 yang telah ditetapkan

pemerintah. Hasil-hasil dari peledakan ialah sebagai berikut :

Fragmentasi batuan

Perpindahan muckpiledan bentuknya

Ground vibration

air blast

Fly rock

Fumes

Ada dua jenis energi yang dilepaskan saat terjadinya peledakan yakni work energy

dan waste energy. Work energy merupakan energi peledakan yang menyebabkan

terpecahnya batuan. Work energyterbagi menjadi dua yaitushock energydangas energy.

Pada saat peledakan terjadi, tidak semua energi yang dihasilkan akan digunakan untuk

menghasilkan fragmen batuan. Energi sisa tersebut disebut waste energy. Waste energy

terdiri dari light, heat, sound, danseismic energyyang dapat membahayakan manusia dan

lingkungan sekitarnya. Dari beberapa jenis waste energy tersebut, yang dapat membawa

imbas yang jauh diluar area peledakan adalah rambatan berupa gelombang seismik yang

secara fisik dapat dirasakan akibat pelepasan energi kimia seketika. Tabel 3.1

memperlihatkan neraca energi operasi peledakan.

Tabel 3.1 Neraca energi peledakan total

Jenis Proses Energi (%)

Fracture Insitu < 1

Breakage 15

Displacement 4

Crushingdi sekitar lubang

tembak1,5-2,0

Flyrock


2/23

III - 2

3.2 Mekanisme Pecahnya Batuan

Proses pecahnya batuan akibat peledakan dibagi menjadi tiga tahap yaitu:

a. Proses pemecahan tahap I

Pada saat bahan peledak meledak, tekanan tinggi yang ditimbulkan akan

menghancurkan batuan di sekitar lubang tembak. Gelombang kejut (shock wave) yang

meninggalkan lubang tembak merambat dengan kecepatan 3000-5000 m/det akan

mengakibatkan tegangan tangensial yang menimbulkan rekahan radial. Rekahan radial

pertama terjadi dalam waktu 1 - 2 ms.

Gambar 3.1 Proses pemecahan tahap 1 (Karthodarmo,1996)

b.

Proses pemecahan tahap II

Tekanan akibat gelombang kejut yang meninggalkan lubang tembak pada proses

pemecahan tahap I adalah positif. Apabila gelombang kejut mencapai bidang bebas

(freeface), maka gelombang tersebut akan dipantulkan. Bersamaan dengan itu tekanan

akan turun dengan cepat dan kemudian berubah menjadi negatif serta menimbulkan

gelombang tarik (tension wave). Gelombang tarik ini merambat kembali di dalam

batuan. Oleh karena kuat tarik batuan lebih kecil dari kuat tekan, maka terjadi

rekahan-rekahan primer karena adanya tegangan tarik (tensile stress) sehingga

menyebabkan terjadinyaslabbingatauspallingpada bidang bebas.

Daerah

Hancuran

Posisi

Gelombang

Tekan

RetakanRadial

Bidang

Bebas


3/23

III - 3

Dalam proses pemecahan tahap I dan II fungsi dari energi yang ditimbulkan oleh

gelombang kejut membuat sejumlah rekahan-rekahan kecil pada batuan. Secara

teoritis jumlah energi gelombang kejut hanya berkisar antara 515 % dari energi total

bahan peledak. Jadi gelombang kejut tidak secara langsung memecahkan batuan, tetapi

mempersiapkan kondisi batuan untuk proses pemecahan tahap akhir.

Gambar 3.2 Proses pemecahan tahap II (Karthodarmo,1996)

c. Proses pemecahan tahap III

Dibawah pengaruh tekanan yang sangat tinggi dari gas-gas hasil peledakan maka

rekahan radial utama (tahap II) akan diperlebar secara cepat oleh efek kombinasi dari

tegangan tarik yang disebabkan kompresi radial (radial compression) dan pembajian

(pneumatic wedging). Apabila massa di depan lubang tembak gagal mempertahankan

posisinya dan bergerak ke depan maka tegangan tekan (compressive stress) tinggi

yang berada dalam batuan akan dilepaskan (unloaded), seperti spiral kawat yang

ditekan kemudian dilepaskan.

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. Rekahan yang terjadi pada proses pemecahan tahap

Ekspansi

Lubang

Bor

Gelombang

Tarik

Spall


4/23

III - 4

II merupakan bidang-bidang lemah yang membantu fragmentasi utama pada proses

peledakan.

Gambar 3.3 Proses pemecahan tahap III (Karthodarmo,1996)

3.3 Getaran Tanah (Ground Vibration)

Pelepasan energi kimia seketika menyebabkan medan tegangan dinamik pada batuan

sekitarnya. Medan tegangan menghasilkan deformasi elastik yang merambat menjauh dari

sumber peledakan (dalam bentuk gelombang seismik, Jaeger & Cook, 1979). Getaran

tanah (ground vibration) terjadi pada daerah elastis. Didaerah ini tegangan yang diterima

material lebih kecil dari kekuatan material sehingga hanya menyebabkan perubahan bentuk

dan volume sementara. Sesuai dengan sifat elastik material, maka bentuk dan volumenya

akan kembali ke keadaan semula setelah tidak ada tegangan yang bekerja. Perambatan

tegangan pada daerah elastik akan menimbulkan gelombang elastik yang dikenal juga

sebagai gelombang seismik.

3.3.1 Klasifikasi Gelombang Seismik

Untuk kasus sumber seismik spherical dalam ruang elastik homogen, satu-satunya

gerakan yang dihasilkan adalah compressive searah dengan perambatan. Namun,peledakan tidak selalu spherical sempurna dan media perambatan tidak selalu kontinyu

Ekspansi

Lubang Bor

Tekanan TinggiGas Peledakan


5/23

III - 5

dan homogen. Pembentukan beberapa jenis gelombang seismik disebabkan oleh kondisi-

kondisi non-ideal tersebut (Grover, 1973). Klasifikasi gelombang seismik terlihat pada

Gambar 3.4.

Gambar 3.4 Klasifikasi gelombang seismik (Grover,1973)

Gelombang seismik dibagi menjadi dua bagian yaitu:

1) Gelombang Badan (body wave) adalah gelombang yang merambat melalui massa

batuan, menembus ke bagian dalam dari massa batuan. Gelombang badan dibedakan

menjadi 2 jenis, yaitu:

Gelombang Longitudinal (tekan/compression wave/ P-wave)

Gelombang Longitudinal adalah jenis gelombang yang menghasilkan pemadatan

(kompresi) dan pemuaian (dilatasi) pada arah yang sama dengan arah perambatan

gelombang seperti yang terlihat pada Gambar 3.5.

Gelombang Transversal ( Shear wave/ S-wave)

Gelombang Transversal adalah gelombang melintang (transversal) yang bergetartegak lurus pada arah perambatan gelombang seperti yang terlihat pada Gambar

3.6.

Gambar 3.5 Gelombang longitudinal (Scott, 1996)


6/23

III - 6

Gambar 3.6 Gelombang Transversal (Scott, 1996)

2) Gelombang Permukaan (surface wave) adalah gelombang yang merambat diatas

permukaan batuan tetapi tidak menembus batuan. Ada dua macam gelombang

permukaan yaitu:

Gelombang love yaitu gelombang mempunyai gerakan seperti gelombang

transversal yang terpolarisasi secara horizontal.

GelombangRayleighyaitu gelombang yang gerakan partikel berputar mundur dan

vertikal terhadap arah perambatan gelombang. Gelombang ini mempresentasikan

perambatan gelombang vertikal.

(a) (b)

Gambar 3.7 (a) GelombangLove. (b) gelombangRayleigh(Scott, 1996)

3.3.2 Alat Ukur Getaran

Pemantau getaran (vibration monitor) adalah alat yang digunakan untuk mengukurgetaran peledakan. Blasmate IIImerupakan salah satu alat pemantau getaran seperti yang

terlihat pada Gambar 3.8. Alat ini biasanya disiapkan di lokasi penduduk atau daerah

lereng tertentu untuk mengukur getaran yang ditimbulkan peledakan. Dengan

menggunakan software Blastware 10, data yang diperoleh kemudian dianalisis dan

hasilnya dibandingkan dengan nilai ambang batas getaran yang dapat mengganggu

kenyamanan manusia, kestabilan lereng, dan struktur bangunan.


7/23

III - 7

Gambar 3.8 Blastmate III

Prinsip kerja alat ini adalah mengubah data masukan berupa getaran tanah menjadi

gaya pegas/sinyal listrik sehingga diperoleh keluaran sebagai angka. Blastmate III

merupakan salah satu contoh alat ukur getaran. Alat ukur getaran ini disebut seismograf

dan terdiri dari dua bagian penting, yaitu sensor dan recorder. Kotak sensormempunyai

tiga unit independent sensoryang letaknya saling tegak lurus antara satu unit dengan unit

lain. Dua unit terletak horizontal dan saling tegak lurus dan unit yang lain dipasang secara

vertikal. Ketiga sensor tersebut mencatat tiga arah getaran peledakan yaitu longitudinal,

transversal, dan vertikal seperti yang terlihat pada Gambar 3.9.

Gambar 3.9. Contoh rekaman getaran pada arah transversal, longitudinal, dan vertikal


8/23

III - 8

3.3.3Parameter Getaran

Untuk mempelajari getaran , perlu dipahami parameter-parameter getaran. Parameter

getaran adalah sifat-sifat dasar dari gerakan yang digunakan untuk menguraikan karakter

dari gerakan tanah. Apabila gelombang seismik melalui batuan, maka partikel batuan

bergetar atau berpindah dari posisi semula. Apabila partikel berpindah, maka partikel

tersebut akan mempunyai kecepatan dan percepatan. Parameter dasar getaran didefinisikan

sebagai berikut :

1.

Displacement : Jarak dimana partikel batuan bergerak dari posisi semula,

satuannya dalam mm. Jarak maksimum yang ditempuh pergerakan partikel disebutpeak

particle displacement (PPD).

2. Velocity : Pergerakan partikel batuan ketika meninggalkan posisi semula

dalam waktu tertentu, satuannya dalam mm per detik. Kecepatan maksimum suatu

partikel disebutpeak particle velocity (PPV).

3.

Acceleration : Perubahan kecepatan partikel, satuannya dalam mm per detik

kuadrat. Percepatan maksimum suatu partikel disebutpeak particle acceleration (PPA).

3.3.4Peak Parti cle Veloci ty

Parameter peak particle velocity (PPV) biasanya digunakan sebagai kriteria

kerusakan struktur. Analisis dilakukan terhadap hubungan antara logpeak particle velocity

dengan logsquare root scalingscaled distanceyaitu dengan penggambaran grafik regresi

linier atau dengan analisis hubungan PPV dan scaled distance(SD) dengan menggunakan

regresi power dalam skala log, hal ini dilakukan untuk mengetahui penyebaran data dan

kecenderungan arah data.

Pengumpulan data SD untuk penentuan persamaan kecepatan partikel akan

menghasilkan sebaran data di sekitar garis rata-rata seperti terlihat pada Gambar 3.10.

Garis rata-rata ini disebut garis 50%, artinya ada 50% dari data-data berada di bawah

persamaan kecepatan partikel tersebut. Garis ini disebut denganEnvelope line.


9/23

III - 9

Regression Line For CEK REVISI 2 BLASTWARE GABUNGAN DATA LAP.SDF

50% Line Equation: V = 423 * (SD)^(-1.33)

Coef f icient of Determination = 0.432 Standard Dev iation = 0.164

10 1001

10

100

Square Root Scaled Distance (m/kg^1/2)

PeakParticleVelocity(mm/s)

Gambar 3.10 Contoh Grafik PPV vs SD

Berdasarkan sebaran data ini, dapat diketahui perancangan operasi peledakan

masing-masing site yang aman (sesuai dengan nilai ambang batas getaran pada aturan

masing-masing negara). Nilai ambang batas getaran dirancang berdasarkan kecepatan

maksimum getaran yang mungkin terjadi dan tidak berdasarkan nilai rata-rata getaran

(Dowding, 1985). Menurut US Bureau of Mines, hubungan antara kecepatan maksimum

partikel dengan jarak peledakan ke titik pengukuran dan berat muatan bahan peledak yang

meledak bersamaan dinyatakan dalam persamaan:

..(3-1)

dimana:

PPV =Peak Particle Velocity (mm/s)

K = Konstanta desain peledakan

R = Jarak Pengukuran (m)

W = Jumlah bahan peledak/delay(kg)

n = Konstanta kondisi massa batuan

SD = Scaled Distance

n

n

W

RKSDKPPV

2

1


10/23

III - 10

3.4 Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Getaran Peledakan

Menurut Burchell (1987), seperti yang terlihat pada Tabel 3.2, faktor yang

mempengaruhi getaran peledakan dibagi menjadi 2 variabel, yaitu :

1.

Variabel terkontrol

2. Variabel tidak terkontrol

Tabel 3.2 Variabel yang memperngaruhi getaran peledakan (Simangunsong, 2009)

No Variabel pada peledakanPengaruh terhadap getaran

Tinggi Sedang Rendah

Variabel terkontrol

1 Berat isian bahan peledak per waktu tunda X

2 Lama waktu tunda X

3 Akurasi detonator X

4 Burdendan spasi X

5 Panjangstemming X

6 Jenis material untukstemming X

7 Panjang isian bahan peledak dan diameter

lubang tembakX

8 Kemiringan lubang tembak X

9 Arah penyalaan X

10 Jumlah berat bahan peledak per kegiatan X

11 Kedalaman lubang tembak X

12 Perbandingan penggunaan detonating cordbiasa dan terbungkus

X

13 Perbandingan penggunaan detonator

elektrik dan non-elektrikX

Variabel tak terkontrol

1 Kondisi umum batuan X

2 Tipe dan tebal overburden X

3 Kondisi cuaca X


11/23

III - 11

3.4.1. Variabel terkontrol

3.4.1.1. Berat Isian Bahan Peledak per Waktu Tunda

Total berat isian bahan peledak per waktu tunda memberikan pengaruh besar

terhadap getaran yang dihasilkan. Total berat isian bahan peledak per waktu tunda dapat

ditentukan dengan menghitung berat bahan peledak setiap lubang ledak dan total lubang

yang meledak secara bersama. Menurut US Bureau of Mines, hubungan antara kecepatan

partikel maksimum dan berat muatan bahan peledak yang dianggap meledak bersamaan

dinyatakan dalam persamaan (3-1). Hubungan tersebut sejajar jika pangkat n bernilai

negatif. Semakin besar berat isian bahan peledak per waktu tunda, semakin besar getaran

yang timbul. Hal ini dapat dilihat pada kurva attenuasi getaran terhadap Scaled Distancepada bab selanjutnya. Semakin besar Scaled Distance maka kecepatan partikel akan

semakin kecil. Semakin besar berat isian bahan peledak per waktu tunda maka akan

semakin kecil nilai Scaled Distance sehingga getaran yang timbul akan semakin besar

seperti yang terlihat pada Gambar 3.10. Dengan pola tie upyang baik maka dapat didesain

lubang yang meledak bersama seminimal mungkin sehingga berat bahan peledak per

waktu tunda menjadi kecil dan dapat mengurangi getaran peledakan

3.4.1.2. Lama Waktu Tunda

Waktu tunda merupakan penundaan waktu peledakan antara baris yang di depan

dengan baris di belakangnya atau antara satu lubang dengan lubang yang lainnya.

Penerapan waktu tunda dalam peledakan menggunakan delay detonator. Keuntungan

melakukan peledakan dengan waktu tunda atau peledakan secara beruntun adalah :

- Fragmentasi batuan hasil peledakan akan lebih seragam dan baik.

-

Mengurangi timbulnya getaran.-

Menyediakan bidang bebas yang cukup untuk peledakan pada baris berikutnya.

- Batuan tidak menumpuk terlalu tinggi.

Pada peledakan yang menerapkan waktu tunda antar lubang terlalu pendek, maka akan

semakin banyak lubang yang akan meledak bersama sehingga kecepatan partikel akan

semakin besar. Sebaliknya, semakin panjang waktu tunda antar lubang maka akan semakin

sedikit lubang yang meledak bersama sehingga kecepatan partikel semakin kecil seperti

yang terlihat pada Gambar 3.11.


12/23

III - 12

Gambar 3.11 Muatan bahan peledak dan waktu tunda (Dyno Nobel, Groundbreaking

Performance)

Peledakan yang menerapkan waktu tunda antar baris terlalu pendek, maka batuan di

baris depan akan menghalangi pergeseran batuan pada baris berikutnya dan mengakibatkan

pecahan material pada baris selanjutnya akan tersembur keatas dan menumpuk diatas

batuan dari baris sebelumnya. Tetapi bila waktu tundanya terlalu lama maka hasil

peledakan akan terlempar jauh kedepan serta kemungkinan akan terjadi batuan terbang.

Hal ini disebabkan karena tidak adanya dinding batuan yang berfungsi sebagai penahan

lemparan batuan di depannya. Untuk itulah diperlukan penerapan waktu tunda yang paling

baik agar tercapai pembongkaran batuan utuh yang sesuai dengan keinginan produksi dan

kecepatan partikel yang tidak menimbukan dampak negatif bagi masyarakat sekitar lokasi

penambangan.

3.4.1.3. Akurasi Detonator

Peledakan dilakukan menggunakan sistem inisiasi yang terdiri dari 3 komponen

utama: signal initiator, signal transmitter, dan detonator. Signal initiator merupakan

sumber inisiasi peledakan. Sumber ini dapat ditransmisikan melalui kawat listrik, shock

tube, detonating cord, safety fuse, dan kombinasi alat tersebut. Pada detonator, terdapat

blasting capyang terdiri dari high sensitive explosive, delay element, dan primer. Akurasi

detonator tergantung pada keadaan blasting cap. Errordapat terjadi karena kecerobohan


13/23

III - 13

produksi pabrik, perbedaan sistem perakitan di pabrik, dan perbedaan statistik perakitan

pabrik.Errordapat menyebabkan detonator dengan delaytertentu meledak lebih cepat atau

lebih lambat. Pada nonelectronic shock tube, error yang terjadi kurang lebih 5 %. Pada

electronic detonator keakuratannya lebih baik yakni kurang lebih 1% (Kiernan, 2008).

Ketidak akuratan ini dapat menyebabkan jumlah lubang yang meledak pada waktu

bersamaan meningkat sehingga getaran peledakan lebih besar.

3.4.1.4. Burdendan spasi

Burden(B)

Burdenmerupakan variabel penting dalam perencanaan kegiatan peledakan. Burden

didefinisikan sebagai jarak tegak lurus antara lubang ledak terhadap bidang bebas

terdekat saat terjadi peledakan. Untuk menentukan burden, R.L. Ash (1967)

memberian acuan, yaitu adanya batuan standar dan bahan peledak standar. Batuan

standar memiliki bobot isi 2.160 kg/m3. Bahan peledak standar memiliki berat jenis

1,2 dan kecepatan detonasi 4000 m/s. Dengan burden ratio (Kb) yaitu 30, maka

didapatkan burdendari persamaan berikut :

B = Kb x De

dimana:

De = Diameter lubang ledak (m)

B =Burden (m)

Kb =Burden ratio (30)

Gambar 3.12 memperlihatkan pengaruh burden terhadap efek peledakan, dengan

asumsi bahwa diameter chargesama dengan diameter lubang tembak. Pada gambar

(a), lubang tembak terlalu jauh dari free face sehingga peledakan hanya

menghancurkan bagian sekitar lubang tembak saja dan energi peledakan diteruskan

sebanyak 40% menjadi getaran. Pada gambar (b), lubang tembak berjarak 60,

terlihat retakan yang cukup banyak dan batuan sudah terpecahkan namun belum

terpisahkan/terdorong. Pada gambar (c) lubang tembakberjarak 40, peledakan lebih

memecahkan batuan dari gambar sebelumnya sekaligus mendorongnya membentuk

tumpukan yang akan memudahkan bagi proses pemuatan selanjutnya. Gambar (c)

memperlihatkan optimalisasi antara ketercapaian produktivitas penambangan dan

getaran yang dihasilkan. Pada gambar (d), Jarak lubang terlalu dekat dengan free


14/23


15/23

III - 15

Spasi yang lebih kecil dari ketentuan akan menyebabkan ukuran batuan hasil

peledakan terlalu hancur. Jika Spasi lebih besar dari ketentuan, maka akan

menyebabkan banyak terjadi bongkah (boulder) dan tonjolan (stump) diantara dua

lubang ledak setelah peledakan. Berdasarkan cara urutan peledakannya, pedoman

desain Spasiadalah sebagai berikut :

-

Peledakan serentak, S = 2 B

- Peledakan beruntun dengan delay interval lama (second delay), S = B

- Peledakan dengan millisecond delay, S antara 1 B hingga 2 B

- Jika terdapat kekar yang saling tidak tegak lurus, S antara 1,21,8 B

- Peledakan dengan pola equilateral dan beruntun tiap lubang ledak dalam baris

yang sama, S = 1,15 B

3.4.1.5. Panjang Stemming

Stemming merupakan panjang isian lubang tembak yang tidak diisi bahan peledak,

tetapi diisi material seperti gravel atau material hasil pengeboran (cutting) dengan fungsi

sebagai pemampat dan menentukanstrees balance( T = B ) dalam lubang bor. Stemming

berfungsi untuk memampatkan gas-gas peledakan agar tidak keluar terlalu dini melalui

lubang tembak, sehingga gas-gas peledakan tersebut terlebih dahulu mengekspansi

rekahan-rekahan yang timbul akibat gelombang kejut pada batuan. Untuk menentukan

stemming,R.L. Ash(1967) memberikan acuan persamaan :

T = Kt x B

dimana:

T = Stemming (m)

Kt = Stemming ratio (0,7 - 1,0)

B =Burden (m).

Panjang stemming dipengaruhi oleh diameter lubang tembak seperti yang terlihat pada

Gambar 3.13. Apabila peledakan menerapkan stemming yang terlalu pendek, maka akan

mengakibatkan energi ledakan terlalu mudah mencapai bidang bebas di permukaan lubang

tembak sehingga menimbulkan batuan terbang. Selain itu, energi yang menekan batuan

tidak maksimal, fragmentasi batuan hasil peledakan kurang baik, dan pada jenjang yang

terbentuk terdapat retakan yang melewati batas jenjang (overbreak).Apabila stemming

terlalu panjang dapat mengakibatkan energi ledakan terkurung dengan baik, tetapi


16/23

III - 16

fragmentasi batuan pada bagian batas stemming keatas akan menjadi bongkah, karena

energi ledakan tidak mampu mencapainya serta dapat pula menimbulkan backbreak.

Gambar 3.13 Pengaruh Diameter Lubang Tembak Terhadap Tinggi Stemming

(Karthodarmo,1996)

3.4.1.6. Jenis Material untuk Stemming.

Pemilihan ukuran material stemming sangat berpengaruh terhadap batuan hasil

peledakan. Pemilihan material stemming yang tepat sangat penting jika ingin

meminimalkan panjang stemming. Apabila material stemming terdiri dari bahan-bahan

halus hasil pengeboran (cuttingpengeboran), maka gaya gesek materialstemmingterhadap

lubang tembak kecil sehingga udara yang bertekanan tinggi akan mudah mendorong

stemming tersebut keluar, dengan demikian energi yang seharusnya terkurung dengan baik

dalam lubang ledak akan hilang keluar bersamaan dengan terbongkarnyastemming. Untuk

mengatasi tersebut diatas maka digunakan bahan yang memiliki karakteristik susunan butir

saling berkaitan dan berbutir kasar serta keras. Untuk menentukan ukuran material

stemming,R.L. Ash(1967) memberikan acuan persamaan :

Sz = 0,05 x De

dimana :

De = Diameter lubang ledak (mm)

Sz = Ukuran materialstemming (mm)


17/23

III - 17

3.4.1.7. Panjang Isian Bahan Peledak dan Diameter Lubang Tembak

Charge length merupakan panjang kolom isian bahan peledak. Semakin besar

panjang isian bahan peledak, maka besarnya getaran yang dihasilkan akan semakin besar.

Sebaliknya, bila panjang isian bahan peledak kecil maka getaran hasil peledakan akan

kecil. Persamaannya sebagai berikut (R.L. Ash, 1967) :

PC = HT

dimana :

PC = Panjang kolom isian (m)

H = Kedalaman lubang tembak (m)

T = Stemming (m)

Ukuran diameter lubang tembak merupakan faktor yang penting dalam merancang

suatu peledakan yang akan mempengaruhi penentuan geometri dan jumlah bahan peledak

setiap lubang. Untuk diameter lubang tembak kecil, maka burden yang digunakan kecil

dan berat isian bahan peledak per delaykecil sehingga energi yang dihasilkan kecil. Hal

tersebut dimaksudkan agar energi ledakan cukup kuat untuk menghancurkan batuan

dengan geometri peledakan lebih kecil daripada geometri peledakan pada diameter lubang

tembak yang besar. Pada lubang tembak dengan diameter besar, burden yang didesain

besar dan kolom isian akan lebih banyak daripada diameter lubang tembak kecil sehingga

muatan bahan peledak diameter besar dapat membongkar massa batuan dengan geometri

peledakan lebih besar dengan baik.

3.4.1.8. Kemiringan Lubang Tembak

Pada tambang permukaan, pengeboran dapat dilakukan pada arah vertikal dan miring

sesuai dengan kemiringan jenjang. Kemiringan lubang tembak dapat mempengaruhi

distribusi energi peledakan lubang tembak yang menyebabkan timbulnyafly rock, airblast,

noise,dan getaran. Pada jenjang miring, lubang tembak vertikal menghasilkan fragmentasi

batuan lebih besar daripada lubang tembak miring pada bagian toe burdennya. Hal ini

disebabkan terlalu besarnya toe burden. Pada pembongkaran batuan daerah toe burden,

proses spalling tidak optimal sehingga fragmen batuan besar dan timbul waste energy

dalam bentuk getaran yang lebih banyak. Pada daerah upper burden, burdennya lebih kecil

sehingga kemungkinan timbulnya waste energydalam bentuk noise, airblast,dan flyrock

lebih besar. Untuk memaksimalkan fragmentasi dan meminimalkan dampak negatif


18/23

III - 18

peledakan, lubang tembak miring sejajar jenjang pada burdentertentu dapat diaplikasikan.

Gambar 3.14 memperlihatkan lubang tembak vertikal dan lubang tembak yang memiliki

kemiringan lebih besar daripada jenjang menghasilkan dampak negatif peledakan.

(a) (b)

Gambar 3.14. (a) Lubang tembak vertikal yang memiliki upper burden kecil. (b) lubang

tembak miring dengan toe burdenterlalu kecil

3.4.1.9. Arah Penyalaan

Arah penyalaan mempengaruhi besarnya getaran yang ditimbulkan operasi

peledakan. Arah penyalaan berlawanan arah dengan dengan bidang bebas untuk

menghasilkan kondisi tumpukan yang mudah untuk digali excavator. Getaran searah

penyalaan lebih besar daripada arah sebaliknya dimana terdapat bidang bebas. Hal ini

dikarenakan energi yang merambat pada arah penyalaan akan terus merambat pada media

homogen. Getaran pada arah penyalaan memiliki amplitudo, frekuensi, dan panjang

gelombang tertentu. Pada arah tersebut terjadi interferensi konstruktif dan interferensi

destruktif akibat resultan 2 gelombang atau lebih pada fase perambatannya. Apabila fase

perambatannya sama, maka akan terjadi interferensi konstruktif dimana terjadi penguatan

amplitudo. Apabila fase perambatan gelombang berbeda, maka akan terjadi interferensi

destruktif dimana resultan amplitudo merupakan selisih amplitudo masing-masing

gelombang seperti yang terlihat pada Gambar 3.15 (Tipler, 1998).


19/23

III - 19

Gambar 3.15 (a) Dua gelombang gelombang berfrekuensi berbeda namun hampir sama

yang sefase pada t0= 0, berbeda fase 180 pada t1, dan sefase kembali pada t2. (b) Resultan

dua gelombang pada (a) (Tipler, 1998)

3.4.1.10. Jumlah Berat Bahan Peledak per Kegiatan Peledakan

Total berat bahan peledak per kegitan peledakan dapat ditentukan dengan

menghitung berat bahan peledak setiap lubang tembak dan total lubang tembak. Semakin

banyak jumlah lubang tembak maka kemungkinan lubang meledak bersama semakin

banyak. Hal ini menyebabkan semakin besar getaran yang timbul. Dengan pola tie upyang

baik maka didapatkan berat bahan peledak per waktu tunda yang kecil sehingga

mengurangi getaran yang dihasilkan dari proses peledakan. Gambar 3.11 memperlihatkan

perbandingan antara getaran peledakan 4 lubang serentak dan getaran peledakan beruntun

4 lubang dengan delay.

3.4.1.11. Kedalaman Lubang Tembak

Kedalaman lubang tembak merupakan penjumlahan besarnya stemming dan panjang

kolom isian bahan peledak. Kedalaman lubang tembak biasanya disesuaikan dengan

tingkat produksi (kapasitas alat muat) dan pertimbangan geoteknik. Hole depth

ratio/stiffness ratio (konya, 1990) merupakan perbandingan antara kedalaman lubangtembak dengan burden tertentu. Berdasarkan penelitian Konya pada tahun 1990, stiffness

ratioberpengaruh pada hasil fragmentasi dan dampak negatif peledakan yang timbul (lihat

Tabel 3.3). Apabila dampak negatif getaran yang dirasakan masyarakat terjadi, maka

penyesuaian kedalaman lubang tembak harus dilakukan. Untuk menentukan kedalaman

lubang tembak,R.L. Ash(1967) memberikan acuan persamaan :

H = Kh x B

dimana :

H = Kedalaman lubang tembak (m)


20/23

III - 20

Kh =Hole depth ratio (1,5 - 4)

B =Burden (m)

Tabel 3.3 Pengaruh Stiffness Ratio(Konya, 1990)

Stiffness

Ratio (H/B)Fragmentasi Air Blast Fly Rock Getaran Keterangan

1 Buruk Berpotensi Berpotensi Berpotensi

Potensi terjadinya

back breakdan toe .

Harus dihindari dan

dirancang ulang

2 Sedang Sedang Sedang SedangSebaiknya dirancang

ulang

3 Baik Baik Baik Baik Terkontrol dan

fragmentasi

memuaskan

4 Sangat baik Sangat

baik

Sangat

baik

Sangat

baik

Tidak menambah

keuntungan bila

stiffness ratio

dinaikkan lebih dari 4

3.4.2. Variabel Tidak Terkontrol

3.4.2.1. Kondisi Umum Batuan

Kondisi umum batuan dapat mempengaruhi getaran peledakan. Semakin homogen

massa batuan, maka getaran peledakan akan merambat dengan baik. Getaran dapat terus

merambat melalui medium batuan sampai energi sisa peledakan tidak mampu memberikan

tegangan pada zona elastis batuan. Patahan atau mayor discontinuity pada massa batuan

dapat memotong perambatan getaran sehingga getaran yang dirasakan pada jarak tertentu

lebih kecil dibandingkan getaran yang merambat pada massa batuan homogen.

3.4.2.2. Tipe dan Tebal Overburden

Tipe dan tebal overburden mempengaruhi getaran peledakan. Overburden

merupakan media perambatan getaran peledakan. Batuan yang masif berperan sebagai

media perambatan gelombang yang baik. Semakin masif media perambatan, maka

kecepatan partikel semakin besar seperti yang terlihat pada Gambar 3.16. Batuan masif

juga memberikan efek pengurungan energi peledakan yang lebih baik.


21/23

III - 21

3.4.2.3. Kondisi Cuaca

Kandungan air dalam batuan dapat mempengaruhi stabilitas kimia bahan peledak

yang diisikan kedalam lubang tembak. Kerusakan sebagian isian bahan peledak dapat

mengurangi kecepatan reaksi bahan peledak sehingga akan mengurangi energi peledakan

bahkan dapat menyebabkan bahan peledak gagal meledak (missfire). Sebagai contohnya,

ANFO yang dapat larut dalam air tidak dapat digunakan untuk daerah peledakan berair.

Untuk mengatasi pengaruh air, dapat menggunakan pompa untuk mengeluarkan air

tersebut dari lubang ledak kemudian membungkus bahan peledak menggunakan plastik

atau menggunakan jenis bahan peledak yang tahan terhadap air. Hujan dapat

mempengaruhi besarnya getaran. Curah hujan yang tinggi dapat meningkatkan kejenuhan

pada tanah dan batuan. Kecepatan partikel pada tanah yang jenuh lebih cepat daripada

tanah kering berongga udara.

Gambar 3.16. Perambatan getaran pada batuan dan tanah (Dyno Nobel, Groundbreaking

Performance)

3.5 Metoda Pengurangan Getaran Peledakan

Pengurangan getaran peledakan secara preventif dapat dilakukan dengan beberapa

metoda berikut :

3.5.1 Metoda Decking

Decking adalah suatu cara pemuatan bahan peledak yang terbagi atas beberapa

kolom yang diselingi lapisan stemming sebagaimana terlihat pada Gambar 3.17. Pada

metode ini, tiap deck diberi waktu tunda. Deck paling atas diberi waktu tunda dengan

nomor kecil, sedangkan untuk deck selanjutnya diberi waktu tunda dengan nomor yang

lebih besar. Ide dasar dari metoda ini adalah mengurangi berat muatan yang meledak


22/23

III - 22

bersamaan, sehingga kecepatan partikel getaran dapat dikurangi. Selain pengurangan

kecepatan getaran, keuntungan lain penggunaan metodadeckingadalah fragmentasi yang

lebih baik terutama untuk material yang berlapis.

Gambar 3.17Decking of Charges

3.5.2 Rancangan Geometri peledakan

Selain dengan metoda decking, pengurangan jumlah muatan dapat dilakukan dengan

rancangan geometri peledakan, terutama ukuran diameter lubang ledak dan tinggi jenjang.

Hal yang harus diperhatikan sebelum membuat rancangan adalah pengaruh diameter

terhadap kecepatan detonasi. Kecepatan detonasi berpengaruh terhadap efek penghancuran

dimana semakin besar kecepatan detonasi, maka efek penghancurannya semakin besar.

3.5.3 Metoda peledakan tunda

Peledakan tunda (delay blasting) adalah suatu cara peledakan yang terdiri atas

beberapa baris (row) dan kolom (coloumn) lubang tembak dengan menggunakan detonator

yang memiliki waktu tunda tertentu. Penggunaan waktu tunda dimaksudkan untuk dua hal.

Pertama, mengurangi jumlah muatan yang meledak secara bersamaan. Kedua, memberikan

waktu/kesempatan material yang dekat bidang bebas terledakkan secara sempurna. Kedua

hal ini berpengaruh terhadap pengurangan tingkat getaran. Pada peledakan dengan lubang

tembak lebih dari satu baris, jika baris pertama (bagian terdekat dengan bidang bebas)

belum terledakkan secara sempurna sedangkan baris kedua telah meledak, maka energi


23/23

III 23

yang terlepas pada peledakan baris kedua akan mencari bidang bebas kearah yang lebih

lemah yaitu kearah atas sehingga menimbulkan gerakan material hasil peledakan yang

sangat kuat ke arah udara (fly rock) dan daerah hancuran pada bagian belakang lubang

ledak (overbreak). Energi yang dibebaskan ini justru sebagian besar merambat dalam

massa material. Hal ini yang menyebabkan timbulnya getaran lebih besar.

3.5.4 Metoda Li ne Dril ling

Line Drillingadalah suatu baris lubang bor kosong, dengan diameter lebih kecil dari

tiga inchi dan spasi 1-4 kali diameter, yang terletak antara titik ledak dan daerah yang

dilindungi seperti terlihat pada Gambar 3.18.Line Drillingberfungsi sebagai bidang lemah

dengan impedansi yang berbeda dengan material sekitarnya. Hal ini yang menyebabkan

terjadinya pemantulan sebagian energi yang melewatinya sehingga mengurangi getaran.

Metoda ini tidak efektif untuk formasi material yang tak homogen seperti terdapatnya

bidang perlapisan.

Gambar 3.18 Desain geometriLine Drilling

Peledakan 3

Documents

Transcript of Peledakan 3