PELEDAKAN JENJANG

Landasan Teori

          Ada 3 (tiga) metode peledakan jenjang yang biasa digunakan untuk tambang terbuka, dan

pemilihan salah satunya tergantung pada karakteristik batuan dan kemungkinan yang terjadi di

bawah kondisi seharusnya. Ketiga metode tersebut adalah line drilling, cushion blasting, dan

preslit. Faktor pemilihan teknik yang digunakan berdasarkan pada sifat batuan, kekuatan tanah

(ground strength), diameter lubang bor perimeter, spasi yang diperbolehkan, tipe bahan peledak

yang digunakan, dan jarak lubang bor buffer (penahan) yang tersedia.

          Semua metode menggunakan pembuatan lubang bor pada batas

pinggir Penggalian dan itu dalam bentuk buffer zone (daerah penyangga)

antara lubang bor produksi terdekat dengan lubang bor batas pinggir

(perimeter). Juga, membutuhkan ketelitian penjajaran lubang bor. Ketika

lubang bor produksi diledakkan, patahan-patahan terjadi pada buffer zone

sampai garis lubang bor perimeter tapi tidak pas sampai garis.

          Presplitting membutuhkan pengisian yang lebih sedikit (lightly

loaded), lubang bor ditempatkan dengan teliti, dan diledakkan sebelum

lubang bor produksi. Tujuan dari presplitting  adalah, pertama, untuk

membentuk lintasan bidang patahan dimana radial cracks dari peledakan

produksi tidak akan dapat melewatinya. Kedua, bidang rekahan dibuat

kemungkinan untuk memperbagus dinding dan memungkinkan penggunaan

lereng yang dalam/tinggi dengan perawatan minimal. Presplitting sebaiknya

digunakan untuk melindungi kedudukan final wall dari penyebab kerusakan

oleh peledakan produksi.

          Trimblasting adalah salah satu teknik pengendalian, digunakan untuk

mencukur dinding akhir dengan rapi setelah peledakan produksi. Terlebih

dahulu material hasil peledakan produksi mengambil tempat atau dengan

menggunakan delay (pada peledakan yang sama) telah mengarahkan

broken ore sehingga diperoleh bidang bebas bagi lubang bor trimblasting

untuk meledak. Barisan lubang bor trimblast sepanjang perimeter yang

diledakkan paling akhir selama peledakan produksi, sebenarnya tidak akan

dapat melindungi stabilitas jenjang akhir. Radial crack dari peledakan

produksi akan mencapai jenjang (dinding) akhir. Lapisan lumpur atau

diskontinyu lainnya dapat meneruskan gas-gas dari area peledakan produksi

sampai ke dinding akhir. Satu-satunya tujuan trimblasing adalah

menghasilkan atau membuat dinding yang bagus untuk batas akhir

(perimeter) yang stabil.

          Line drilling, adalah teknik pengendalian dinding jenjang mahal dapat

digunakan untuk menghasilkan dinding jenjang yang bagus, namun

tergantung pada kondisi geologi. Line drilling digunakan sebagai pelindung

final contour dari radial crack yang berfungsi sebagai konsentrator tegangan

yang menyebabkan retakan antara lubang line drilling, selama peledakan

produksi berlangsung. Jika pengendalian dinding sangatlah penting,

sebaiknya tidak hanya menggunakan line drilling untuk keperluan

perlindungan dinding akhir. Line drilling lebih sering digunakan dalam

menghubungkan salah satu dari presplitting atau trimblasting.

PRINSIP PENGGUNAAN

          Bahan peledak yang digunakan untuk presplitting dan trim blasting

biasanya berupa Amonium Nitrate. Pengalaman menunjukkan gas tertinggi

peledakan produksi menghasilkan retakan yang baik dan mengurangi

kemungkinan hair line cracks pada dinding lubang bor. Mengenai hal ini, tipe

bahan peledak yang digunakan tidak terlalu penting. Umumnya perhitungan

kebutuhan bahan peledak menggunakan rumus sederhana yang cepat

dalam bentuk lb/ft bahan peledak untuk lubang bor. Rules of thumb

(menurut kebiasaan) juga mengindikasikan diameter isian dibawah setengah

diameter lubang. Dengan menggunakan isian diameter kecil pada lubang

diameter besar, tekanan gas menurun dengan cepat karena ekspansi dalam

volume besar. Prosedur ini disebut decoupling. Penurunan aliran tekanan

disini adalah efek tekanan yang dibawa bahan peledak pada batas range

tertentu yang umumnya digunakan oleh bahan peledak. Efek yang terjadi

dibawah prosedur decoupling, dengan penggunaan presplitting atau

trimblasting, satu bahan peledak dengan yang lainnya menghasilkan

perbedaan tegangan dalam batuan rata-rata 10%. Sebagai contoh tegangan

yang diproduksi lubang bor 12 inchi diperlihatkan gambar 3.1. Rasio

decoupling didefinisikan sebagai diameter lubang bor dibagi diameter isian.

         Konsep lama (teori sebelumnya) tentang kejadian/proses presplitting

bahwa sama sekali disebabkan oleh refleksi stress wave sebagaimana

diperlihatkan gambar 3.2. Penelitian selanjutnya membuktikan bahwa itu

adalah magnitude dari resultan gaya yang tidak cukup untuk menyebabkan

splitting (pemecahan) guna menjadikan situasi seperti peledakan

sebenarnya. Jika hanya mengandalkan satu gelombang tekan untuk

menyebabkan terjadinya presplitting, spasi sebaiknya dikurangi menjadi 1/5

dari yang biasanya digunakan. Bila lubang ledak dalam satu baris presplit

benar-benar tidak di;edakkan simultan (instantaneously), aksi pemecahan

(splitting) dianggap tidak mungkin berhasil, karena benturan stress wave

tidak terjadi antara lubang bor. Ini adalah kebalikan dari kenyataan bahwa

blaster menggunakan delay pada masing-masing lubang bor dalam

peledakan presplit dan tetap menghasilkan kondisi dinding yang bagus. Ini

memperlihatkan bahwa kondisi presplit dari pertumbuhan radial crack dan

bukan benturan stress wave.

            Topik ini sangat penting karena, jika kita percaya konsep pemecahan

dengan gelombang tekan (stress wave breakage concept) sebagai

mekanisme utama untuk Pembentukan presplit, selanjutnya seluruh lubang

ledak sepanjang perimeter Penggalian diledakkan secara simultan.

Penggunaan presplit biasanya dekat dengan pemukiman dan juga biasanya

susah dibatasi jumlah lubang bor yang akan diledakkan, ini akan

menghasilkan getaran tingkat tinggi dari per lbs bahan peledak presplit yang

digunakan. Tingkat getaran tersebut akan lebih besar 5 kali lipat dari yang

dihasilkan peledakan produksi. Banyaknya libang bor yang diledakkan secara

simultan akan menyebabkab getaran tanah yang tinggi dan berlebihan. Itu

kenyatan penting sehingga peledakan presplit dapat didelay karena

memberikan keleluasaan untuk meledakkan tiap lubang bor  dengan delay

terpisah, jka perlu.

            Pendekatan sederhana yang digunakan pada presplitting biasanya

tidak mempertimbangkan karakteristik kekuatan massa batuan. Walaupun

ini kelihatannya luar biasa, harus diingat range tensile strength batuan tidak

lebih dari beberapa ratus psi sampai beberapa ribu psi. Kekuatan hancur

dengan tangan, biasanya berkisar sekitar 10 ribu psi. Jika tekanan bahan

peledak didalam lubang ledak dibawah kekuatan hancur dan diatas tensile

strength (kuat regang) batuan, pecahan akan terjadi tanpa merusak massa

batuan sekitar lubang bor. Umumnya dalam penggunaan presplit dan trim

blasting, tekanan diberikan antara 8 ribu-15 ribu psi dan sangat melampaui

tensile strength batuan manapun. Oleh karena itu, tensile strength tidak

menjadi pertimbangan utama.

Line Drilling

          Line drilling menyediakan  suatu bidang lemah untuk dimana batuan

akan hancur. Lubang bor line drilling membantu memantulkan shock wave,

mengurangi efek shattering (kehancuran) batuan diluar batas pinggir

(perimeter).

          Lubang bor line drilling, biasanya meningkatkan biaya pemboran,

jangan melebihi diameter 3 inchi (76 mm) dan diberi jarak spasi 1-4 kali

diameter lubang. Tergantung pada kondisi batuan. Formasi batuan dengan

peristiwa patahan dan bidang lemah yang besar membutuhkan jarak (spasi)

lubang bor line drilling rapat. Pada formasi batuan homogen yang kuat

(massive), lubang bor line drilling dapat dibuat dengan spasi melebihi 4 kali

diameter lubang bor.

          Lubang bor line drilling tidak diisi bahan peledak, dan lubang bor

bantalan (buffer holes) dapat diisi bahan peledak agak kurang dan spasi

lebih rapat daripada lubang ledak yang lainnya. Lebar daerah bantalan

(buffer zone) 0,5-0,75 kali jarak burden lubang bor produksi. Spasi pada

buffer zone kira-kira 0,75 kali burden normal, dan hanya diisi setengah

bahan peledak dari pengisian normal di dalam lubang bor. Dalam hal ini

lubang bor pada baris buffer zone sebaiknya distribusi bahan peledak

seluruhnya diisi dengan teknik deck, dengan detonating cord.

          Line drilling sangat membutuhkan banyak lubang bor dibandingkan

metode lainnya. Juga, metode line drilling sangat tidak efektif pada formasi

batuan yang tidak homogen. Pada formasi batuan tersebut banyak terdapat

bidang perlapisan (bedding), lipatan (jointing), dan seam; line drilling tidak

efektif menghalangi/menahan bidang lemah (alami) yang memenjang

sampai ke dinding akhir.

          Dengan tidak mengisi bahan peledak pada luang bor spasi rapat pada

kondisi geologi tertentu dapat bertindak sebagai konsentrator tegangan atau

crack guides untuk menyebabkan crack antara lubang bor. Line drilling yang

tidak diisi bahan peledak kadang-kadang digunakan pada sudut (corner)

yang sulit untuk mengarahkan crack dari presplit ke dlam bentuk sudut

tertentu. Line drillng juga digunakan antara presplit atau lubang tembak

trimblasting untuk menolong mengarahkan crack antara lubang bor yang

diisi. Pada material geologi yang rumit, dilakukan dengan menjaga

konsentrasi fracture pada bidang lemah (alami) daripada bidang lemah yang

terbentuk akibat pemboran line drilling.

          Line drilling akan lebih efektif bila sebagian besar lubang bor produksi

sudah diledakkan, mengurangi tumpukan material di depan bidang bebas

untuk memberikan ruang yang cukup untuk peledakan (penggunaan delay

panjang pada baris terakhir). Hal ini akan mengurangi tekanan balik (back

pressure) dari ledakan, dengan cara memantulkan gelombang tekan.

 

Trim (cushion) Blasting

          Seperti line drilling, cushion blasting memerlukan satu baris lubang

bor dengan diameter 2 inch-3,5 inch (51 mm-89 mm). Tidak seperti line

drilling, pengisian pada luang bor cushion dilakukan dengan sedikit isian

(light loaded), dengan Distribusi isian yang baik. Lubang bor cushion segera

ditimbun (stemmed) sampai penuh setelah isian, tanpa celah udara, dan

diledakkan setelah hasil peledakan produksi digali. Isian bahan peledak

sebaiknya ditempatkan berlawanan disebelah lubang produksi (berhadapan),

karena stemming bertindak sebagai cushion (bantal) untuk melindungi

dinding akhir dari goncangan/kejutan ketika isian diledakkan; lubang bor

yang besar, membutuhkan bantalan (cushion) yang kuat.

          Untuk hasil akhir ledakan yang baik sebaiknya diledakkan secara

simultan (bersama-sama) untuk mencapai suatu efek pencukuran pada

jajaran lubang bor cushion. Akan tetapi, jika getaran menjadi masalah dapat

digunakan delay yang singkat.

          Spasi, umumnya menggunakan angka diameter lubang bor satuan

inchi ke dalam feet, ditambah 1. Hal dimaksud adalah, sebuah lubang bor 2

inchi membutuhkan spasi 3 feet (2 ditambah 1).

          Untaian isian (string loaded) lubang bor, dengan menggunakan

detonating cord sebagai dasar isian (downline). Lubang bor ditimbun segera

setelah isian untuk memperthankan penyebaran (distribusi) isian; atau isian

dapat dipadatkan pada downline atau dimasukkan dalam spasing tubes yang

siap digunakan untuk mempertahankan penyebaran isian; ingat segera

diberi timbunan (stemming) setelah lubang bor diisi bahan peledak.

          Distribusi isian adalah 1 dodol (cartridge) setiap 2 ft (0,6 m), dengan

fungsi ukuran cartridge sebagai ukuran lubang bor. Oleh karena itu, sebuah

lubang bor 3 inchi (76 mm) sebaiknya menggunakan isian cartridge dengan

diameter 1,5 inchi (38 mm) setiap 2 ft (0,6 m). Bagian dasar lubang bor

sebaiknya diisi rata-rata 3 kali lebih banyak untuk menggerakkan dasar

jenjang (toe).

          Nilai spasing antara lubang bor cushion sebaiknya dibawah nilai

burden, lebih baik 0,8 kali jarak burden.

          Jika perimeter berbentuk kurva, jarak spasi sebaiknya dikurangi. Jika

memungkinkan pengisian antara masing-masing lubang bor cushion yang

berdekatan sebaiknya diselang-seling (staggered)

          Cara mudah pengisian bahan peledak yaitu menggunakan bahan

peledak Premade (Primadet). Tersedia ukuran diameter 7/8 inch (22 mm)

dan 1 inchi (25 mm). Dengan peranngkai berbentuk pipa, dapat mengisi

bahan peledak densitas rendah secara  terus menerus ke dalam lubang bor,

sehingga menghasilkan Distribusi isian yang merata.

          Cushion blasting tidak digunakan untuk underground karena

membutuhkan stemming yang kuat. Dimana pada surface, dapat digunakan

untuk lubang bor miring dan vertical.

          Penggunaan cushion blasting untuk mereduksi jumlah lubang bor yang

dibutuhkan oleh line drilling; namun cushion blasting tidak dapat digunakan

pada corner 90o. Cushion blasting juga memiliki kemampuan yang baik pada

batuan non-homogen dibandingkan line drilling. Penggalian yang lebih dalam

mungkin dapat dilakukan, karena dalam penggunaan diameter besar dapat

mengurangi jumlah lubang bor yang banyak untuk penggunaannya.

            Peledakan trim diledakkan setelah peledakan produksi dilakukan

didesain mirip cara untuk peledakan presplit. Isian bahan peledak per ft

lubang bor menggunakan pendekatan seperti pada presplitting. Spasi

biasanya lebih besar dari yang digunakan pada presplit karena akan

mengurai (relief) kearah mana lubang bor dapat pecah. Pendekatan yang

digunakan untuk menentukan spasi rata-rata untuk trimblasting adalah :

                                              S = 16 Dh

          Dimana :

                             S        = spasi, inchi

                             Dh      = diameter lubang bor kosong, inchi

          Berbeda kondisi kurungan antara timblasting dengan presplitting. 

Pada presplitting, lubang produksi tidak diledakkan dan untuk seluruh tujuan

praktisnya, burden tidak terbatas. Pada trimblasting, burden biasanya dalam

jarak yang layak setelah peledakan produksi dilaksanakan. Burden harus

ditentukan dalam desain trimblasting. Peledakan harus desain dimana

burden lebih besar dari spasi untuk memastikan pecahan terbentuk antara

lubang bor daripada pergerakan premature buden. Pendekatan berikut dapat

digunakan untuk penentuan burden :

                                      B = 1,3 S

          Dimana :

                             B = burden, inchi

                             S = spasi, inchi

          Pertimbangan penimbunan pada collar lubang bor dan juga sekitar

isian untuk trimblasting akan sama pemilihannya untuk presplitting. Pada

trimblasting, subdrilling biasanya tidak begitu penting. Akan tetapi,

konsentrasi isian pada dasar lubang akan menyebabkan crack yang

mengarah ke grade line  (segaris dasar jenjang) yang biasanya digunakan.

Isian dasar (bottom load) dapat ditentukan dengan cara yang sama seperti

pada presplitting.

Trimblasting dengan Detonating Cord

          Pada beberapa penggunaan dimana trim holes harus dibor dengan

spasi yang rapat, pengisian normal akan terlalu banyak dan mengakibatkan

overbreak sekitar lubang. Penggunaan spasi rapat, pada jarak tengah 12

inchi-24 inchi, mungkin penting pada formasi geologi tertentu dan untuk

menggerakkan beton pada Penggalian tertentu. Pada kasus tertentu juga

penting membuat lubang bor besar dari yang biasanya digunakan, tetapi,

spasi tetap pendek. Penambahan udara (airspace) sekitar isian umumnya

tidak mengganggu Pembentukan split. Akan tetapi, kita menggunakan

pendekatan dasar pada diameter lubang untuk menghitung isian, isian

sebaiknya lebih banyak untuk spasi tersebut. Untuk spasi rapat kita dapat

menggunakan rumus kebutuhan bahan peledak untuk mengatasi

penggunaan spasi rapat.

                                      dec = 7000 (S/85)2

          Dimana :

                   dec              = loading density, grain/ft

                   S                 = spasi, inchi

                   1 grain         = 0,0648 gram

Presplit

          Presplitting  dilakukan dengan membuat bidang potong di sepanjang

baris batuan solid yang ingin digali sebelum peledakan produksi. Lunamg bor

presplit dapat diledakkan dengan delay singkat dibandingkan delay

peledakan produksi, atau dapat diledakkan sebelum lubang bor produksi

diledakkan. Dengan pembuatan bidang potong sebelum peledakan produksi,

bukan hanya mereduksi overbreak tapi juga mengurai getaran.

          Hemphil 1981, membatasi ukuran lubang bor presplit dengan

diameter 2 inchi-4 inchi (51 mm-101 mm) dengan penentuan spasi 1,5 kali

burden produksi, seluruh lubang bor presplit diisi bahan peledak, sama

seperti peledakan cushion, menggunakan trunk line, tapi dapat didelay.

Kedalaman efektif maksimum rata-rata adalah 50 ft (15 m), karena

penjajaran lubang bor, dan jika peledakan pada formasi batuan jelek

kemungkinan membutuhkan lubang bor pemandu (tidak diisi bahan peledak)

antara lubang bor presplit. Pada material yang dipengaruhi cuaca yang kuat,

presplit dapat digunakan dengan spasi yang lebih rapat dengan jumlah

bahan peledak yang lebih sedikit.

          Isian bahan peledak per ft lubang bor yang tidak akan merusak

dinding tapi akan memberikan tekanan yang cukup sehingga terjadi

splitting, pendekatan Konya 1990 untuk pengisian presplit adalah :

                                      dec = Dh2/28

          Dimana :

                             dec = isian bahan peledak, lb/ft

                             Dh = diameter lubang bor, inchi

                                      deb = 3 dec

          Dimana :

                             deb = bottom load, lb/ft

          Jika isian bahan peledak telah dihitung, spasi antar lubang bor dalam

peledakan presplit, dapat ditentukan dengan :

                                      S = 10 Dh

          Dimana :

                                      S = spasi, inchi

                             Dh = diameter lubang bor kosong, inchi

          Konstanta 10 pada rumus diatas adalah kebiasan (konservatif). Itu

digunakan untuk memastikan jarak presplit tidak berlebihan dan split dapat

terjadi. Pengalaman mengindikasikan biasanya nilai konstanta tersebut

dapat ditambah menjadi 12 atau kadang-kadang 14.

          Umumnya penggunaannya presplitting tidak menggunakan pemboran

dibawah grade (tanpa subdrilling), sehingga perlu konsentrasi isian (bottom

load) yang mana rata-rata 2-3 kali dec, ditempatkan pada bottom hole.

Lubang tembak sebaiknya diledakkan dengan simultan atau dengan delay

singkat antara lubang bor. Sebagian pelaksana (blaster)  melaporkan hasil

yang memuaskan dengan delay 50 ms, akan tetapi tidak direkomendasikan

penggunaan delay diatas 25 ms antara lubang bor.

          Sebuah peledakan presplit menginginkan terjadinya pecahan dan

mengangkat tanah ke permukaan. Saat ini terjadi, stemming akan terlempar

dan tidak ada yang tinggal. Sehingga drill cutting aman digunakan sebagai

stemming bila fungsinya untuk mengurung sementara gas-gas dan

mengurangi kebisingan. Biasanya lubang bor ditimbun pada bagian atas 2-3

ft tergantung diameternya. Diameter bor besar, membutuhkan lebih banyak

stemming.

          Masalah yang berkaitan dengan stemming antar isian (sistem deck)

dalam lubang bor, menghasilkan opini yang berbeda. Konya

merekomendasikan, jika massa batuan yang diledakkan secara alamiah

berlapis-lapis dan banyak lapisan tipis/kecil dan terpisah, dianjurkan

menempatkan stemming antara isian (sistem deck). Pada kondisi lain, jika

massa batuan bagus (competent), walaupun berlapis (bedding), stemming

antara isian tidak diperlukan, terutama pada material yang sangat rendah

crushing-strength-nya seperti Serpih (weak shale). Menyisakan bantalan

udara (air cushion) sekitar isian dapat bermanfaat, karena dengan tanpa

penimbunan sekitar isian, diperoleh volume kosong yang besar berfungsi

untuk ekspansi gas peledakan, sehingga menurunkan tekanan gas dengan

cepat. Tekanan per inchi2 rendah; akan tetapi, sebagian inchi2 badan lubang

bor mengalami stress, dapat menghasilkan fracture yang bagus. Jika

stemming digunakan antara isian pada batuan yang lemah, dinding dapat

menjadi bopeng (pock-market) ketika gas bertekanan tinggi dilepaskan pada

lokasi isian.

          Bahan peledak untuk presplitting hadir dengan banyak tipe.

Diantaranya gulungan polyethylene yang dimasukkan (seperti ular) pada

lubang bor yang berdiameter dibawah 1 inchi. Tabung  polyethylene berisi

bahan peledak slurry. Tipe lain adalah slender dynamite cartridges (dinamit

selongsong kecil) yang mana beberapa pasang isian dimasukkan bersama –

sama kedalam lubang bor dalam bentuk untaian. Metode lain penempatan

tiap isian dengan mengisi penuh dari atas atau membagi isian dynamit untuk

detonating cord dan dipasang kebawah kedalam lubang ledak. Pemilihan

isian mana yang akan digunakan tergantung operator  dan dipertimbangkan

apakah bisa digunakan pada area tersebut. Seberapa penting diameter isian

dibawah setengah diameter lubang tembak, karena lebih disukai/bagus isian

yang tidak menyentuh dinding lubang tembak.

          Sebagian operator lebih suka mengurangi isian lubang bir produksi

yang dekat dengan jalur/garis presplit jika akan mengisi sisa lubang

produksi. Baris pertama buffer hole, biasanya diberi spasi yang rapat,

dengan burden kecil dan isian sedikit pressure kecil berada pada final wall.

                                                Gambar 3.8

HASIL PELEDAKAN PADA JENJANG

            Setelah proses peledakan terjadi, pada jenjang akan dijumpai bentuk yang

mempengaruhi kenampakan jenjang yaitu :

a.    Overbreak, batuan yang hancur sehingga melebihi batas akhir dari jenjang

b.    Overhang, tonjolan sisa batuan setelah dilakukan peledakan yang menggantung

pada dinding bagian atas dari jenjang

c.    Toe, tonjolan batuan setelah dilakukan peledakan yang terdapat pada dasar

lantai dari jenjang.