PROPOSAL TUGAS AKHIR (TTA – 400)

“Analisis Stabilitas Lereng Untuk Mendukung Penambangan

Batubara Pada Tambang Terbuka (Surface Mining) di PT Dinamika Jaya Perkasa (PT. DJP) di Sungai Danau,

Kecamatan Satui, Kabupaten Tanah Bumbu, Provinsi Kalimantan Selatan ”

Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Prasarat Untuk Melakukan Tugas Akhir Pada Program Studi Pertambangan Fakultas Teknik

Universitas Islam Bandung

Oleh :

INDRA PURNAMA

10070108051

JURUSAN TEKNIK PERTAMBANGAN FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS ISLAM BANDUNG 2012 M / 1434 H

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

1.2 Maksud dan Tujuan

1.2.1 Maksud

1.2.2 Tujuan

1.3 Ruang Lingkup Penelitian

BAB II LANDASAN TEORI

2.1 Pengertian Lereng

2.2 Faktor Penentu Kemantapan Lereng

2.2.1 Geometri Lereng

2.2.2 Penyebaran Batuan

2.2.3 Relief Permukaan Bumi

2.2.4 Struktur Geologi Regional

2.2.5 Iklim dan Curah Hujan

2.2.6 Sifat Fisik dan Mekanik Batuan

2.3 Tipe Longsoran

2.3.1 Longsoran Bentuk Circular

2.3.2 Longsoran Bidang (Batuan Keras)

2.3.3 Longsoran Baji

BAB III RENCANA KEGIATAN

3.1 Peserta Kegiatan Penelitian

3.2 Permohonan Fasilitas

3.3 Rencana Kegiatan

3.4 Penutup

3.5 Daftar Pustaka

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 LATAR BELAKANG

Dalam dunia pertambangan, baik yang menggunakan metode

penambangan terbuka maupun tambang bawah tanah (Underground

Mining) pasti akan dihadapkan dengan permasalahan mengenai Savety

Factor lereng maupun lubang bukaan. Selain itu faktor ekonomi juga perlu

dipertimbangkan, apakah bahan galian tersebut apabila ditambang

ekonomis atau tidak.

Kemantapan Lereng pada tambang Terbuka (Surface Mining)

adalah salah satu faktor penting dalam pelaksanaan tambang. Design dan

analisis struktur dalam lubang bukaan yang stabil dan aman akan

mempunyai dampak yang besar terhadap nilai ekonomi dari suatu

kegiatan pertambangan. Kegiatan analisis stabilitas lereng sangat penting

untuk menjamin bahwa pekerja, peralatan, bangunan dan infrastruktur lain

yang terdapat disekitar daerah tambang aman serta kelangsungan

tambang dapat dijaga dengan baik. Oleh karena itu, analisis stabilitas

lereng merupakan hal yang perlu dilakukan karena setiap kemajuan

tambang akan selalu berhubungan dengan kemantapan stabilitas lereng,

produksi, ekonomis dan keamanan (Savety).

Penulis berencana akan melaksanakan Penelitian (Skripsi) di PT

Dinamika Jaya Perkasa, dimana dalam pelaksanaan Tugas akhir ini

penulis berencana mengambil judul “Analisis Stabilitas Lereng Untuk

Mendukung Penambangan Batubara Pada Tambang Terbuka

(Surface Mining) di PT Dinamika Jaya Perkasa (PT. DJP) Di Sungai

Danau, Kecamatan Satui, Kabupaten Tanah Bumbu, Provinsi

Kalimantan Selatan ”.

1.2 MAKSUD DAN TUJUAN

1.2.1 MAKSUD

Maksud dari kegiatan Tugas Akhir ini adalah untuk melakukan

analisis kemantapan lereng pada tambang terbuka (Surface Mine) untuk

mendukung rencana penambangan Batubara berdasarkan data hasil

penyelidikan geoteknik di lapangan, data sekunder, data hasil uji

laboratorium.

1.2.2 TUJUAN

Tujuan dari kegiatan Tugas Akhir ini adalah :

a. Mengetahui jenis batuan dan karakteristiknya dalam hubungannya

dengan stabilitas lereng yang akan dibuat agar kegiatan

penambangan aman,

b. Membuat dan menentukan simulasi dan analisis kemantapan

lereng dari desain geoteknik yang nantinya dapat

direkomendasikan untuk semua section sehingga desain sudut dan

kedalaman lereng bukaan tambang yang stabilnya dapat

ditentukan.

1.3 Ruang Lingkup Penelitian

Ruang lingkup Kegiatan Tugas Akhir ini terdiri dari kegiatan-

kegiatan sebagai berikut :

Studi Lapangan

Yaitu dengan cara mendatangi langsung lokasi kegiatan

penambangan di PT Dinamika Jaya Perkasa dan ikut secara

langsung kedalam kegiatan pengambilan data kemantapan

lerengnya.

Studi Literatur

Yaitu pengumpulan data sekunder untuk mempelajari data dan

informasi dari laporan-laporan teknik terkait dan hasil penelitian yang

sudah pernah dilakukan sebelumnya, yang memuat antara lain :

1. Peta topografi daerah penelitian,

2. Peta Geologi daerah penelitian,

3. Data Lithology daerah penelitian,

4. Data muka air tanah daerah penelitian,

5. Data-data penunjang lainnya.

Wawancara

Yaitu dengan melakukan tanya jawab dengan ahli yang menangani

obyek yang sedang diteliti.

Pengamatan atau survey

Yaitu dengan mengadakan pengamatan dan pencatatan mengenai

masalah yang akan dibahas.

Uji Laboratorium, kegiatan ini dilakukan setelah sample bor

geoteknik yang di ambil dapat dilakukan uji laboratorium. Pengujian

Laboratorium ini mencakup Uji sifat fisik dan Mekanik batuan.

Simulasi Analisis Stabilitas Lubang Bukaan, kegiatan ini merupakan

pengerjaan setelah ada input data dari studi pustaka (Data

Sekunder), kegiatan lapangan (Data Primer) dan hasil uji sifat fisik

dan mekanik batuan.

Bagan alir penelitian seperti terlihat pada gambar di bawah ini

(Gambar 1.1).

Rekomendasi Desain Lereng

Tidak

Ya

Gambar 1.1

Diagram Alir Kegiatan Penelitian

Analisis Laboratorium

Uji Geomekanik

LA

Simulasi

Analisis Stabilitas Lereng

(Data Primer)

Kegiatan Lapangan Pengumpulan Data Geoteknik :

Karakterisasi Massa

Batuan

Pengukuran Struktur

Geologi

Pengeboran Geoteknik

Wawancara

LA

Persiapan (Studi Literatur daerah

Penelitian)

Studi Geoteknik

(Data Sekunder)

Kegiatan Lapangan Pengumpulan Data Geoteknik :

Peta Topografi

Peta Geologi

Peta Situasi Tambang

Data Curah Hujan

Literatur

LA

Lereng

Stabil

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 Pengertian Lereng

Secara umum lereng dapat diartikan sebagai bentang alam yang

memiliki bentuk miring terhadap bidang horizontal. Lereng terbagi menjadi

2, yaitu :

a. Lereng alam, yaitu lereng yang terbentuk karena proses-proses

alamiah contohnya seperti lereng suatu bukit atau gunung (foto

3.1).

b. Lereng buatan, yaitu lereng yang terbentuk karena aktifitas

manusia. Misalnya pada penggalian suatu tambang atau konstruksi

galian pada pekerjaan sipil.

Kemantapan (stabilitas) lereng merupakan suatu faktor yang

sangat penting dalam pekerjaan yang berhubungan dengan penggalian

dan penimbunan tanah, batuan dan bahan galian, karena menyangkut

persoalan keselamatan manusia (pekerja), keamanan peralatan serta

kelancaran produksi. Keadaan ini berhubungan dengan terdapat dalam

bermacam-macam jenis pekerjaan, misalnya pada pembuatan jalan,

bendungan, penggalian kanal, penggalian untuk konstruksi, penambangan

dan lain-lain.

Dengan adanya pembuatan jenjang akan mempengaruhi

kemantapan lereng dan tegangan dipermukaan. Pada batuan yang tidak

kompak dengan adanya perubahan tegangan yang besar dapat

mengakibatkan kelongsoran. Jenjang yang dibuat dalam rancangannya

agar stabil yang bertujuan supaya rancangan geometri lereng dapat

direalisasikan.

Gambar 2.1

Lereng Tambang Yang Longsor Akibat Tingginya Curah Hujan

2.2 Faktor Penentu Kemantapan Lereng

Faktor –faktor yang perlu diperhatikan dalam menganalisis

kemantapan suatu lereng adalah:

2.2.1 Geometri Lereng

Lereng yang terlalu tinggi akan mengakibatkan kondisi yang tidak

mantap dan cenderung lebih mudah longsor, demikian juga untuk sudut

lereng yang mempunyai kemiringan yang besar akan menjadikan lereng

kurang mantap. Geometri lereng yang perlu diketahui adalah :

Orientasi (jurus dan kemiringan) lereng

Tinggi dan kemiringan (tiap-tiap jenjang).

Lebar jenjang (Berm).

2.2.2 Penyebaran Batuan

Macam penyebaran dan hubungan antar batuan yang terdapat

didaerah penyelidikan harus diketahui. Hal ini perlu dilakukan karena sifat

fisis dan mekanis batuan berbeda sehingga kekuatan batuan dalam

menahan bebannya sendiri juga berbeda.

2.2.3 Relief Permukaan Bumi

Faktor ini mempengaruhi laju erosi, pengendapan, menentukan

arah aliran air permukaan lebih besar dan mengakibatkan pengikisan

yang lebuh banyak. Akibatnya adalah banyak dijumpai singkapan-

singkapan yang mempercepat proses pelapukan. Batuan akan mudah

lapuk dan mempengaruhi kekuatan batuan. Pada akhirnya kekuatan

batuan menjadi kecil sehingga kemantapan lereng berkurang.

2.2.4 Struktur Geologi Regional

Struktur geologi yang perlu diketahui adalah bidang diskontinuitas

atau bidang lemah seperti sesar, kekar, perlapisan, bidang

ketidakselarasan dan sebagainya. Struktur geologi ini merupakan bidang

lemah dalam massa batuan dan dapat menurunkan kemantapan lereng.

2.2.5 Iklim dan Curah Hujan

Iklim berpengaruh terhadap kemantapan lereng karena iklim

mempengaruhi perubahan temperatur. Temperatur yang cepat

berubahakan mempercepat proses pelapukan batuan, yang jelas

mengurangi gaya tahan dari lereng tersebut . Untuk daerah tropis

pelapukan berlangsung lebih cepat dan kelongsoran pada lereng lebih

cepat berlangsung. Degan kandungan air pada pori batuan yang lebih

besar dapat menyebakan bertambahnya gaya penggerak untuk terjadinya

kelongsoran.

2.2.6 Sifat Fisik dan Mekanik Batuan

Sifat fisis dan mekanis batuan yang diperlukan sebagai data

menganalisis kemantapan lereng adalah :

Bobot isi,

Porositas,

Kandungan air,

Kuat geser batuan dan bidang lemah,

Kuat tekan uniaksial, kuat tarik, modulus deformasi, poison’ ratio.

Analisis kemantapan lereng untuk mengetahui sifat fisik dan

mekanik biasanya menggunakan metode numerik. Suatu istilah umum

yang digunakan untuk menyatakan suatu kemantapan lereng adalah

faktor keamanan atau faktor kemantapan. Faktor ini merupakan

perbandingan antara gaya penahan yang membuat lereng tetap

mantapdengan gaya penggerak yang menyebabkan lereng longsor.

Secara matematis rumus faktor keamanan lereng dapat dinyatakan

sebagai berikut :

Dimana :

F = Faktor keamanan lereng,

R = Gaya penahan,

F = Gaya penggerak, berupa gaya penyebab lereng longsor.

Pada keadaan ; F > 1 = Lereng dalam keadaan mantap/stabil.

F = 1 = Lereng dalam keadaan seimbang.

F < 1 = Lereng dalam keadaan tidak mantap.

2.3 Tipe Longsoran

2.3.1 Longsoran Bentuk Circular

Banyak metode analisis yang didasarkan atas prinsip

keseimbangan batas, yang sudah dikenalkan, yaitu antara lain metode

Hoek’s Charts (1981), Jambu (1972), Morgenstern Price (1965), dan

Bishop (1955). Untuk aplikasi di pertambangan yang kondisi massa

batuannya relatif lunak sampai agak keras seperti pada banyak tambang-

tambang batubara di Sumatera dan Kalimantan, disarankan untuk

menggunakan metode Hoek’s Charts dan Bishop.

Longsoran batuan yang terjadi sepanjang bidang luncur disebut

dengan busur. Longsoran busur akan terjadi pada tanah atau material

yang bersifat seperti tanah, yang diantara partikel tanah tidak saling terikat

satu sama lain. Dengan demikian longsoran busur juga dapat terjadi pada

batuan yang sudah lapuk dan banyak terdapat bidang-bidang lemah

maupun tumpukan batuan hancur.

Longsoran jenis ini akan banyak terjadi pada lereng batuan lapuk

atau sangat terkekarkan dan juga dilereng-lereng timbunan. Bentuk

bidang gelincir pada kondisi ini umumnya adalah menyerupai busur bila

digambarkan pada penampang melintang.

Metoda yang banyak digunakan untuk menganalisis jenis longsoran

ini adalah metoda Fellenius atau swedia dan metoda Bhisop. Namun

untuk keperluan praktis, Hoek and Bray, 1983, telah menuangkan dalam

bentuk diagram.

a. Metode Circular Hoek’s Charts :

Asumsi-asumsi yang digunakan dalam membangun kurva ini

adalah :

Material pembentuk lereng dianggap homogen, bersifat lunak,

Shear strength material ditentukan oleh parameter kohesi c, dan

sudut geser dalam, Ø sesuai rumus : г = c + σ tan Ø.

Longsoran terjadi melalui bidang longsoran berbentu circular

melalui Toe.

Diasumsikan terdapat vertical tension cracks di belakang Crest atau

di permukaan lereng,

Lokasi tension cracks dan bidang longsoran terjadi pada nilai SF

minimal untuk suatu geometri dan kondisi air tanah tertentu,

Variasi kondisi level air tanah diasumsikan dari kering sampai fully

sarurated (modelnya terlampir di belakang).

Tabel 2.1

Groundwater Flow Conditions

b. Metode Bishop

Perhitungan stabilitas (faktor keamanan) lereng dengan metode

Bishop, pada prinsipnya adalah menghitung besarnya kekuatan geser

yang tersedia untuk menahan longsoran (sliding) dibandingkan dengan

besarnya tegangan geser yang bekerja sepanjang bidang longsor.

F = Shear strength available to resist sliding

Shear stress mobilized along failure surface

2.3.2 Longsoran Bidang (Batuan Keras)

Masalah kelongsoran pada lereng batuan keras berbeda dengan

kelongsoran pada lereng tanah karena sifat-sifat dan perilakunya yang

memang berbeda. Stabilitas lereng pada batuan lebih ditentukan oleh

adanya bidang-bidang lemah yang disebut diskontinuitas, sedangkan

stabilitas lereng pada batuan lunak atau tanah ditentukan oleh kekuatan

geser tanah dan gaya-gaya atau stress yang bekerja pada massa tanah

tersebut.

Berdasarkan orientasi dan kondisi bidang-bidang diskontinuitas

pada massa batuan lereng, bentuk longsoran pada lereng batuan

dibedakan menjdi 3 (tiga), yaitu :

Longsoran bidang merupakan suatu longsoran batuan yang terjadi

sepanjang bidang luncur yang dianggap rata. Bidang luncur tersebut

dapat berupa bidang sesar, rekahan maupun bidang perlapisan. Syarat-

syarat terjadinya longsoran adalah :

1. Terdapatnya bidang luncur bebas, berarti kemiringan bidang luncur

harus lebih kecil dari kemiringan lereng.

2. Arah bidang luncur searah atau mendekati sejajar dengan arah

lereng.

3. Kemiringan bidang luncur lebih besar dari pada sudut geser dalam

batuan.

4. Terdapatnya bidang bebas (tidak terdapat gaya penahan) pada

kedua sisi longsoran.

Gambar 2.2

Geometri Longsoran Bidang

Posisi rekahan tarik perlu diperhatikan dalam analisis ini, yaitu

dibelakang crest lereng atau dimuka lereng. Sedangkan asumsi-asumsi

yang digunakan adalah sebagai berikut :

Bidang gelincir dan rekahan tarik mempunyai strike sejajar dengan

strike lereng.

Gambar 2.3

Analisis Longsoran Bidang

Rekahan tarik adalah bidang vertical dan terisi air sedalam Zw.

Air membasahi bidang gelincir lewat bagian bawah bidang rekahan

tarik dan merembes sampai di jejaknya pada muka lereng.

Gaya W (berat blok yang menggelincir), U ( gaya angkat oleh air)

dan V (gaya tekan air direkahan tarik) bekerja di titik pusat blok.

Sehingga diasumsikan tidak ada momen penyebab rotasi.

Kuat geser (t) dari bidang gelicir adalah t = c + σ.tanФ, dimana c =

kohesi dan Ф = sudut geser dalam.

Terdaoat bidang release dikanan-kiri blok sehingga tak ada

hambatan dikanan-kiri blok yang menggelincir.

Persamaan yang digunakan untuk menentukan factor keamanan adalah

sebagai berikut :

Dimana :

A = (H-z) cosec ψp

U = ½γw.zw (H-z) cosec ψp

V = ½γw.zw2

W = ½γH2 {(1 – (z/H)2)cot ψp - cot ψf}

(rekahan tarik dibelakang crest lereng)

W = ½γH2 {(1 – (z/H)2)cot ψp (cot ψp.tan ψf – 1)}

(rekahan tarik dibelakang crest lereng)

Bila lereng batuan tersebut berada di daerah rawan gempa dan

percepatan yang ditimbulkan gempa dapat dimodelkan menjadi gaya

statis αW, maka perhitungan factor keamanan (FK) dapat dilakukan

dengan memasukkan pengaruh gempa dengan cara memodifikasi

persamaan menjadi sebagai berikut :

pVW

VUWcAF

p

pp

cossin

tan)sincos(

pVW

VUWcAF

pp

ppp

cos)cossin(

tan}sin)sin(cos{

2.3.3 Longsoran Baji (Wedge Failure)

Longsoran baji dapat terjadi pada suatu batuan jika terdapat lebih

dari satu bidang lemah yang bebas saling berpotongan. Sudut

perpotongan antara bidang lemah tersebut harus lebih besar dari sudut

geser dalam batuan. Bidang lemah ini dapat berupa bidang sesar,

rekahan maupun bidang perlapisan. Cara longsoran baji dapat melalui

salah satu beberapa bidang lemahnya, atau melalui garis perpotongan

kedua bidang lemahnya.

Apabila ternyata ketahanan geser bidang gelincir dipengaruhi oleh

kohesi dan dijumpai pula adanya rembesan air di bidang-bidang lemah

tersebut, maka penentuan faktor keamanan harus mempertimbangkan

kedua faktor tersebut. Dengan membuat asumsi untuk air, bahwa air

hanya masuk di sepanjang garis potong bidang lemah dengan muka atas

lereng dan merembes keluar di sepanjang garis potong bidang lemah

dengan muka lereng. Bias dihitung dengan rumus :

Dimana :

dan adalah nilai kohesi bidang A dan bidang B.

dan adalah sudut geser dalam bidang A dan bidang B.

adalah density dari batuan.

adalah density air.

Bw

Aw

BA BAYCXCH

F

tan)

2(tan)

2()(

3

H adalah tinggi total dari baji.

X,Y,A,B adalah factor non dimensi yang tergantung pada geometri

bajinya.

Gambar 2.4

Geometri Longsoran Baji

Tetapi, jika nilai kohesi diabaikan (asumsi pesimis bahwa lereng

akan longsor) didapat rumus yang sangat sederhana.

BA BAF tantan.

BAB III

RENCANA PENELITIAN

3.1 PESERTA KEGIATAN PENELITIAN

Adapun data peserta kegiatan Tugas Akhir di PT.

Dinamika Jaya Perkasa (PT. DJP) ini adalah sebagai berikut :

Nama : Indra Purnama

NPM : 10070108051

Prog. Studi : Teknik Pertambangan

Universitas : Universitas Islam Bandung (UNISBA)

3.2 PERMOHONAN FASILITAS

Untuk mendukung terlaksana dan kelancaran kegiatan Tugas Akhir

ini, maka kami mengharapkan dari pihak perusahaan menyediakan

fasilitas berupa :

1. Konsumsi dan penginapan untuk 1 orang selama kegiatan

penelitian berlangsung,

2. Penyediaan alat-alat Keselamatan dan Kesehatan Kerja (K3)

selama kegiatan Tugas Akhir berlangsung,

3. Penyediaan transportasi dari Bandung – Lokasi PT. Dinamika Jaya

Perkasa (PT. DJP) - Bandung dan selama kegiatan berlangsung.

4. Peralatan dan perlengkapan penunjang kegiatan.

3.3 Rencana Kegiatan

Tabel 3.1

Rencana Kegiatan Penelitian

Jenis Kegiatan Desember Januari

4 5 1 2 3

Bulan/Minggu/Hari 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5

TAHAP PERSIAPAN

1. Orientasi Lapangan

2. Penetapan Pembimbing

3. Orientasi Ke Tiap Dept.

4. Studi Literatur

TAHAP KEGIATAN

5. Studi Lapangan

6. Pengambilan Data Lapangan

7. Analisis Data

8. Bimbingan

9. Pengumpulan Data Lapangan

TAHAP PENYUSUNAN LAPORAN

10. Evaluasi Bahan dan Bimbingan

11. Pembuatan Laporan

12. Pertanggung jawaban

13. Lain-lain

Keterangan : 1 Minggu ; 5 hari (Senin – Selasa) waktu efektif kegiatan; 2 hari (Sabtu dan Minggu) waktu luang, waktu luang ini digunakan untuk penataan kembali data yang didapat, dokumentasi dan kegiatan lain yang menunjang. : Kegiatan Dilakukan

: Kegiatan Tidak Dilakukan

3.4 PENUTUP

Demikian proposal Tugas Akhir ini kami ajukan, besar harapan

kami akan bantuan semua pihak di PT. Dinamika Jaya Perkasa (PT. DJP)

demi kelancaran serta suksesnya pelaksanaan Penelitian yang akan kami

laksanakan.

3.6 DAFTAR PUSTAKA

Deere, D U (1989). "Rock quality designation (RQD) after twenty

years", U.S. Army Corps of Engineers Contract Report GL-89-1,

Waterways Experiment Station, Vicksburg, MS (67).

Price, D.G. (2009). De Freitas, M.H.. ed. Engineering Geology:

Principles and Practice. Springer. p. 450. ISBN 3-540-29249-7.

https://sites.google.com/site/introtogeotechnicalengineering/rqd

http://bestcoaltrading.blogspot.com/2011/07/rock-quality-

classification.html