BAB IV-geometri Peledakan [PDF]

Citation preview

TEKNIK PELEDAKAN HEPRYANDI L. DJ. USUP, ST., MT [email protected]



Peledakan Jenjang



Diameter Lubang Ledak • Tinggi jenjang • Tingkat produksi • Jenis alat bor • Fragmentasi batuan • Dampak terhadap lingkungan (GV, air blast, fly rock) • Ekonomi peledakan.



Reduced collar rock with smaller diameter blastholes



Proses Peremukan Massa Batuan Oleh Sebuah Lubang Tembak



Rock Compression



Reflection of shock waves from free faces



Gas expansion



Teori R.L. Ash



Burden (B) • R.L. Ash - KB = 12 [B/De] • B = Burden (ft) • De = Diameter lubang tembak (inci)



R.L.Ash •



Batuan standar - Bobot Isi 160 b/ft3 (average rock).



•



Bahan peledak standar - Berat Jenis (SG) = 1.2 & VOD (Ve) = 12.000 fps.



•



KBstd = 30.



•



Apabila peledakan dilakukan pada batuan yang bukan standar dengan menggunakan bahan peledak yang bukan standar, maka perlu dilakukan pengaturan kembali harga KB (nisbah burden yang telah dikoreksi)



•



KB



= KBstd x AF1 x AF2 1 3



 BP x [VODBP ]2   Energi potensial bahan peledak yang dipakai  AF1     2   Energi potensial bahan peledak standar   1.2 x [12000]  1 3



160 pcf   Bobot Isi batuan standar  AF2      Bobot Isi batuan yg diledakkan     Batuan 



1 3



1 3



Koreksi Geologi Untuk Burden • Kondisi geologi di alam menyebabkan burden pada setiap jenis



batuan tidak sama. • Ada kuat tarik batuan utuh & kuat tarik massa batuan yg harus diatasi. σt massa batuan < σt batuan utuh karena adanya rekahan, hancuran, perlapisan dan struktur lainnya. • Maka diperlukan koreksi untuk persamaan burden yaitu Kd sebagai koreksi terhadap deposisi batuan & Ksg sebagai koreksi terhadap struktur geologi. Kd = 1,0 - 1,18, dan menggambarkan kemiringan lapisan. • Koreksi terhadap struktur geologi dilakukan dengan memperhitungkan rekahan-rekahan alami pada batuan, kekuatan dan frekuensi joint. Ksg = 0,95 (utuh yang masif) 1,30 (terekahkan)



B’ = Kd x Ksg x B



Kedalaman Lubang Tembak • H > burden untuk menghindari terjadinya overbreak. • Kh = H/B • Kh = 1,5 – 4,0.



Spasi • KS = S/B • Jarak antar lubang tembak dalam satu baris & diukur sejajar dgn bidang bebas. • Spasi tergantung pada burden, kedalaman lubang tembak, letak primer, delay & arah



umum struktur batuan. • Konya (1968): nisbah spasi tergantung pada waktu penyalaan peledakan &



perbandingan burden (B) dgn tinggi jenjang (L). • Bila lubang-lubang bor dlm satu baris diledakkan secara sequence delay → KS = 1, S



= B. • Bila lubang-lubang bor dlm satu baris diledakkan secara simultan, → KS = 2, S = 2B. • Bila 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 → pola pemborannya harus dibuat square arrangement. • Bila suatu multiple rows lubang-lubang bor dalam satu baris diledakkan secara



simultan, tetapi antara baris yg satu dgn yg lainnya beruntun, → harus digunakan pola staggered.



Pola Lubang Ledak dan Spasi Square pattern



S=B



Square staggered pattern



S=B



Rectangular Slighty staggered rectangular staggeredpattern pattern



S=1,15B



S=1,5B



Penentuan Spasi Menurut Konya



Penentuan Spasi Menurut RL Ash Waktu tunda



Ks



Long interval delay



1



Short period delay



1–2



Normal



1,2 – 1,8



Stemming - Pemampat (T) • Stemming = collar, bagian lubang tembak bagian atas yg tidak diisi



BP, tapi diisi oleh material hasil pemboran & kerikil yg dipadatkan & berfungsi sebagai pemampat & menentukan "stress balance" dalam lubang bor. • Untuk memampatkan gas-gas peledakan agar tidak keluar terlalu dini melalui lubang tembak sehingga gas-gas peledakan tersebut terlebih dahulu dapat mengekspansi rekahan-rekahan pada batuan yang disebabkan gelombang kejut. • Untuk mendapatkan "stress balance" → T = B. • Kt = T/B = 0,7 B nilai ini cukup untuk mengontrol air blast & fly rock.



Pengaruh Stemming Pada Kinerja Peledakan



Subdrilling (J) • Lubang tembak yang dibor sampai melebihi batas lantai jenjang bagian bawah • Kj (subdrilling ratio) ≥ 0,2 & untuk batuan masif Kj = 0,3 • Lubang bor miring perlu KJ lebih kecil. • Kj = J/B • J=



Subdrilling (ft) • Pada peledakan lapisan penutup diatas lapisan batubara tidak diperlukan subdrilling, tetapi justru harus diberi jarak antara ujung lubang tembak dgn lapisan batubara yg disebut dgn standoff, maksudnya untuk menghindari penghancuran batubara akibat peledakan & diharapkan batubara yg tergali akan bersih.



Powder Factor • PF - bilangan untuk menyatakan jumlah material yg diledakkan atau



dibongkar oleh sejumlah tertentu bahan peledak; dapat dinyatakan dalam ton/lb atau lb/ton. • PF dipengaruhi oleh pola peledakan dan free face • Untuk menghitung PF harus diketahui luas daerah yang diledakkan (A), tinggi jenjang (L), panjang muatan dari sebuah lubang tembak (PC), loading density (de) dan material density ratio (dr). 



dr = W= E  PF= W= N



0,0312 (SG) (ton/cuft) AL (dr) (ton) = (de) (PC) N ( b) W/E ( ton/ b) batuan atau material yang diledakkan (ton) = jumlah lubang bor



• Dalam kenyataan di lapangan harga W didapat dari pengukuran sebelum



peledakan dan pengukuran setelah hasil ledakan habis terangkut



Soal Bench Blasting (R.L. Ash) Suatu peledakan batu kapur direncanakan kurang lebih 2000 ton per hari, bobot isi (density) = 168 lb/cu ft. 1.Kondisi a. KT = 0,7 ; KJ = 0,3 ; KS = 1 L = 20 ft dan dr = 0.084 ton/cu ft b. E1 = Extra 60 % dynamite, SG = 1,28 ; Ve = 12.200 fps c. E2 = Field-mixed AN-FO, 94/6, SG = 0,85; Ve = 11.100 fps d. Diameter lubang tembak 3 inci Kompresor dengan 500 cfm Kecepatan rata-rata pemboran 400 ft per 8 jam/gilir.



KB = KBstd x AF1 x AF2 = 30 x



 1.28  1.20



1 1 x (12.200)2  3 160  3  x (12.000)2  168 



KB = 30,5 KB =



12 B 1 De



B1 =



KB De = 13,5 x 3 = 7.625 ~ 8 ft 12 12



T1 = JT = H1 = PC1 =



KT B1 = 0,7 x 8 ~ 5,5 ft KJ B1 = 0,3 x 8 ~ 2,5 ft L + J1 = 20 + 2,5 = 22,5 ft H1 - T1 = 22,5 - 5,5 = 17 ft



Fragmentasi yang diinginkan adalah kecil, KS = 1,25 ; S1 = 1,25 x 8 = 10 ft Jadi pola yang dipakai adalah 8 x 10 ft.



Konya Konya (1972) - B = 0.036 x De x (



e/



r)



1/3



• B = Burden (m) • De =Diameter lubang tembak pada (mm)



• ρe = Bobot isi bahan peledak • ρr = Bobot isi batuan



• Stemming (ft)



T = 0,7 B • UkuranPartikelStemming (inch) Sz= 0,05 De • Subdrilling(ft) J = 0,3 B • Tinggi Jenjang (ft) L = 5 x De



Pengaruh Stiffness Ratio (Konya, 1990) Stifness Ratio (L/B)



1



2



3



4



Fragmentasi



Buruk



Sedang



Baik



Sangat baik



Air Blast



Berpotensi



Sedang



Baik



Sangat baik



Fly Rock



Berpotensi



Sedang



Baik



Sangat baik



Vibrasi tanah



Keterangan



Berpotensi



Potensi terjadinya back break dan toe. Harus dihindari dan dirancang ulang



Sedang



Sebaiknya dirancang ulang



Baik



Terkontrol dan fragmentasi memuaskan



Sangat baik



Tidak menambah keuntungan bila stifness ratio dinaikkan lebih dari 4



Spasi (ft) Sistem penyalaan



Stiffness ratio L/B < 4



Stiffness ratio L/B  4



Serentak



S = ( L + 2B )/3



S = 2B



Tunda



S = ( L + 7B )/8



S = 1,4B



berpotensi rusak Lantai bersih



Struktur berlawanan dip Dinding berpotensi rusak Fragmentasi lantai masalah



menaikan lemparan



- baris belakang membatasi kerusakan - lakukan kontrak pola bila fragmentasi lantai buruk - kurangi sub-dril atau powder factor bila ada kerusakan



Pengaruh Orientasi Kekar Terhadap Peledakan - lubang tembak vertikal - muka kerja vertikal lakukan kontrak pola untuk fragmentasi lantai buruk - kurangi sub-dril atau powder factor



Struktur searah dip Potensi back break dinding rusak Fragmentasi lantai masalah



Struktur horizontal Dinding berpotensi rusak Lantai bersih



- desain khusu baris belakang - gunakan delay untuk menaikan lemparan



Random Dinding tak stabil Lantai rusak



Struktur berlawanan dip Dinding berpotensi rusak Fragmentasi lantai masalah



- baris belakang membatasi kerusakan - lakukan kontrak pola bila fragmentasi lantai buruk - kurangi sub-dril atau powder factor bila ada kerusakan



Struktur vertikal Dinding bersih Fragmentasi lantai masalah



Struktur searah dip Potensi back break dinding rusak Fragmentasi lantai masalah Random Dinding tak stabil Lantai rusak



fragmentasi bolder



tak stabil



potensi longsor



- bila dip curam, lubang tembak dan muka lereng diparalelkan dengan dip



- peledakan presplit & trim - gunakan delay yang tepat - powder factor rendah - BP gel. kejut rendah - BP ber-gas tinggi



Masif Dinding berpotensi stabil Lantai baik



tak stabil



potensi longsor



- bila dip curam, lubang tembak dan muka lereng diparalelkan dengan dip



- peledakan presplit & trim - gunakan delay yang tepat - powder factor rendah - BP gel. kejut rendah - BP ber-gas tinggi



Potensi bolder antar lubang



Batuan Keras - BP gelombang kejut tinggi - BP powder factor tinggi - kurangi waktu delay Batuan Lunak - BP gelombang kejut rendah - BP powder factor rendah - perbanyak waktu delay - pastikan ukuran burden



Pengaruh Kekar Pada Peledakan (Dyno Nobel, 1995)



Skematik Susunan Lubang Tembak Delay



Delay



NONEL Starter



Stemming



ANFO Bulk Explosive



NONEL Detonator Down Hole Delay 500 ms



Primer HDP 400 gram



Water vs ANFO



Pengaruh Peledakan • Useful energy • Wasted Energy



Nitrogliserin



Peledakan Bawah Tanah



Istilah Peledakan Pada Terowongan Roof holes atau back holes



Tinggi busur



Stoping holes atau helper holes atau reliever holes Wall holes atau rib holes



Cut holes Tinggi abutment



Cut spreader holes atau raker holes Floor holes atau lifter holes



Tujuan Peledakan TBT 1. Meledakkan batuan dengan tujuan menghasilkan ruangan (development), untuk : gudang, jalan, saluran, terowongan pipa, dan lubang bukaan. 2. Meledakkan batuan dengan tujuan mengambil material (production): operasi penambangan.



Peledakan TBT



Pembagian Area



Look Out Terowongan



Kemajuan peledakan Biasanya kemajuan peledakan terowongan dipengaruhi oleh besarnya lubang kosong yang digunakan. Kedalaman lubang dapat dihitung dengan rumus : H = 0,15 + 34,1 Φ1 – 39,4 Φ2 Φ1 : diameter lubang kosong Kemajuan peledakan dapat dihitung dengan rumus : I = 0,95 H



Fungsi Letak & Diameter lubang ledak dan lubang kosong



Perhitungan Pembuatan Cut Pada Face Cut 1 a = 1,5 Ø W = a √2



Cut 2 B1 = W1 C–C = 1,5 W1 W2 = 1,5 W1 √2



 mm



76



89



102



127



159



a mm



110



130



150



190



230



W1 mm



150



180



210



270



320



 mm



76



89



102



127



159



W1 mm



150



180



210



270



320



C-C mm



225



270



310



400



480



W2 mm



320



380



440



560



670



Perhitungan Pembuatan Cut Pada Face Cut 3 B2 = W2 C–C = 1,5 W2 W3 = 1,5 W2 √2



 mm



76



89



102



127



159



W2 mm



320



380



440



560



670



C–C



480



570



660



840



1.000



W3 mm



670



800



930



1.180



1.400



Cut 4 B3 = W3 C–C = 1,5 W3 W4 = 1,5 W3 √2



 mm



76



89



102



127



159



W3 mm



320



380



440



560



670



C–C



480



570



660



840



1.000



W4 mm



670



800



930



1.180



1.400



Geometri Peledakan pada Face Terowongan Burden



Spacing



Height Bottom Charge



(m)



(m)



(m)



Bottom (kg/m)



Coloum (kg/m)



(m)



Floor



1xB



1.1 x B



1



/3 x H



lb



1.0 x lb



0.2 x B



Wall



0.9 x B



1.1 x B



1



/6 x H



lb



0.4 x lb



0.5 x B



Roof



0.9 x B



1.1 x B



1



/6 x H



lb



0.3 x lb



0.5 x B



Upwards



1xB



1.1 x B



1



/3 x H



lb



0.5 x lb



0.5 x B



Horinzontal



1xB



1.1 x B



1



/3 x H



lb



0.5 x lb



0.5 x B



Downwards



1xB



1.2 x B



1



/3 x H



lb



0.5 x lb



0.5 x B



Part Of Time Round



Charge Concentration



Stemming



Stoping :



Pola Penyalaan •



•



•



•



Di dalam daerah cut waktu tunda antara lubang-lubang harus cukup panjang, sehingga memberi waktu untuk memecah dan melemparkan batuan melalui lubang kosong yang sempit. Batuan bergerak dengan kecepatan antara 40 - 60 meter per detik. Suatu cut yang dibor dengan kedalaman 4 meter akan membutuhkan waktu tunda 60 - 100 mili detik agar terjadi peledakan yang baik (cleaned blast). Waktu tunda yang biasa dipakai adalah 75 - 100 mili detik. Dalam dua bujursangkar yang pertama hanya dipakai satu detonator untuk setiap waktu tunda. Dalam dua bujursangkar selanjutnya boleh dipakai dua detonator untuk setiap waktu tunda. Di daerah stoping waktu tunda harus cukup panjang untuk memberi waktu terhadap gerakan batuan. Waktu tunda yang umum dipakai adalah 100 - 500 mili detik. Untuk lubang kontur perbedaan waktu tunda di antara lubang-lubang harus sekecil mungkin supaya dapat dihasilkan efek peledakan yang rata.



Contoh Pola Penyalaan



Pengaruh Sound Energy Tingkat Suara Maksimal (dB) 177 170 150 140 136 ≤ 128



Akibat Ledakan Udara Semua jendela pecah. Sebagian besar jendela pecah. Beberapa jendela pecah. Beberapa jendela yang besar dapat pecah. Piring-piring dan jendela yang tidak rapat bergerak. Intensitas yang diperbolehkan oleh USBM. Keluhan mulai timbul.



Gambaran Lomba



Multitester



Detonator Listrik



Material Stemming



Amonium Nitrat