Bucket Wheel Excavator (BWE) [PDF]

Citation preview

BAB I PENDAHULUAN



1.1. Latar Belakang Saat ini perkembangan industri yang memakai alat-alat berat sudah sangat pesat kemajuannya, berbagai produk alat berat dengan berbagai design yang dikeluarkan oleh produsen alat berat telah merambah ke berbagai penjuru dunia, salah satunya Indonesia. Indonesia sebagai negara berkembang jelas sangat membutuhkan alat berat guna membantu pengerjaan yang berat yang tidak bisa dilakukan oleh manusia, seperti konstruksi bangunan, gedung, galian, dan proyekproyek lain yang membutuhkan alat berat. Salah satu dari produk-produk alat berat tersebut adalah Bucket Wheel Excavator (BWE), karena BWE merupakan alat berat yang berfungsi untuk mengangkut material masal yang sudah digali untuk dipindahkan ke tempat lain dengan menggunakan alat bantu conveyor, BWE memiliki keunggulan dalam hal pengangkutan jumlah massa material yang dapat diangkut terus menerus dan efisiensi waktu dalam pendistribusian material yang lebih cepat dengan menggunakan satu alat berat yaitu BWE. Jika kita lihat, saat ini masih banyak perseorangan maupun perusahaan yang mengelola pertambangan menggunakan jasa alat berat excavator dengan berbagai jenis yang ada untuk memindahkan material yang sudah digali ke alat berat lain. Padahal, bila kita pelajari lagi tentang product knowledge (pengetahuan produk) excavator. Alat berat ini hanya bisa menggali atau mengangkat material sesuai dengan kapasitas maksimum bucket-nya saja dan diperlukan alat pengangkut tambahan seperti dump truck untuk mengangkut material ke tempat lain sehingga kurang efisien jika digunakan untuk pemindahan material tambang dalam jumlah yang sangat banyak.



1



1.2. Rumusan Masalah 1) Bagaimana cara kerja Bucket Wheel Excavator (BWE)? 2) Bagaimana sistem kelistrikan dari Bucket Wheel Excavator (BWE)?



1.3. Tujuan 1) Untuk mengetahui cara kerja Bucket Wheel Excavator (BWE). 2) Untuk mengetahui sistem kelistrikan dari Bucket Wheel Excavator (BWE).



2



BAB II PEMBAHASAN



2.1. Pengertian Bucket Wheel Excavator (BWE) Menurut Feri Yuliansyah (lit.22, 2012), BWE merupakan alat berat yang digunakan pada surface mining, dengan fungsi utama sebagai mesin penggali terus menerus (continuous digging machine) dalam skala besar pada penambangan terbuka. Sistem pengoperasiannya paling efektif digunakan di tanah lunak yang tidak banyak mengandung batuan keras seperti halnya di tambang batubara. BWE merupakan peralatan tambang yang berfungsi untuk mengupas lapisan tanah penutup pada batubara dan sekaligus mengambil batubara jika proses pengerukan telah sampai pada lapisan batubara. Material hasil pengerukan ataupun penggalian akan diteruskan ke Belt Wagon (BW). BWE ini mempunyai berat mati atau dalam keadaan tidak beroperasi adalah 552 ton. Daya yang terpasang untuk tiap-tiap BWE adalah 14.485 kW dengan jangkauan gali 90 m. BWE merupakan mesin terakhir terbesar yang pernah dibangun sampai saat ini. Alat ini dapat menggali dengan tinggi 16 tingkat, dan memiliki 18 bucket yang dipasang pada roda dengan diameter 71 kaki. Bergerak overburden dengan tarif lebih dari 300.000 kilometer kubik setiap hari kerja, dan kekuatannya berasal dari banyaknya motor listrik sebesar 18.700 Hourse Power (HP). Semua peralatan yang digunakan untuk mengoperasikan BWE ini menggunakan motor-motor listrik, antara lain: a. Motor bucket (AC)



: 1×700 kW/6 kV



b. Motor belt conveyor (AC)



: 2×160 kW/500 V



c. Motor tripper (DC)



: 2×90 kW/500 V



d. Motor hoist (AC)



: 1×1 kW/500 V



e. Motor slewing (DC)



: 2×37 kW/500 V



f. Motor oil pump booml (AC)



: 1×90 kW/500 V 3



g. Motor oil pump booml (AC) Total daya



: 1×15 kW/500 V : 1.388 kW



2.2. Tipe-tipe Bucket Wheel Excavator (BWE) a. Large stripping wheel  Diameter roda 21.6-38 ft.  Kapasitas 2.700-7.600 cu. Yd./hr  Kedalaman penggalian 75-104 ft.  Mempunyai crawler di setiap sudut  Memakai tenaga listrik



Gambar 2.1 Tipe-tipe Bucket Wheel Excavator (BWE) Sumber: Buku Teknologi Continous Mining BWE



Karakteristik: 1) Material yang telah digali di dalam bucket dijatuhkan ke belt conveyor.



4



2) Dapat menggali material yang tidak terlalu keras tanpa harus melakukan peledakan terlebih dahulu, pada umumnya dilakukan pada material yang mudah digerus. 3) Tidak ekonomis menangani batu-batu besar, dan formasi tanah yang keras. 4) Perubahan konfigurasi pada mesin untuk penggalian secara langsung, dibuang ke conveyor atau untuk pertambangan selektif. 5) Desain disesuaikan. 6) Ember (bucket) dan gigi logam pada roda dapat dilepas.



b. Medium size wheels  Diameter roda 10-25 ft.  Menggunakan tenaga 250-1.600 HP diesel/listrik.  Mempunyai kapasitas 400-3.500 cu. Yd./hr.  Kedalaman penggalian 20-50 ft.  Mempunyai 2 rantai penggerak



Gambar 2.2 Medium size wheel Sumber: Buku Teknologi Continous Mining BWE



5



Karakteristik: 1) Material yang telah digali di dalam bucket dijatuhkan ke belt conveyor. 2) Dapat menggali material yang tidak terlalu keras tanpa harus melakukan peledakan terlebih dahulu, pada umumnya dilakukan pada material yang mudah digerus. 3) Boom konveyor dapat dilepas dan diayunkan. 4) Dapat menggali material yang berada di atas dan bawah. 5) Biaya yang cukup tinggi. 6) Banyaknya pekerja tergantung pada ukuran mesin.



c. Small fixed wheels  Diameter roda 3-6 ft.  Menggunakan tenaga 200 – 1600 HP diesel/listrik  Mempunyai kapasitas 1000 - 2800 cu, yd./hr.  Kedalaman penggalian 5 – 12 ft.  Mempunyai 2 sampai 4 rantai penggerak.



Gambar 2.3 Small fixed wheels Sumber: Buku Teknologi Continous Mining BWE



6



Karakteristik: 1) Material yang telah digali baik oleh bucket multiple bucket atau cutting drum, kemudian material tersebut didorong ke belt conveyor. 2) Ketinggian pemotongan vertikal 6 inch-12 inch. 3) Pergerakan lebih mudah. 4) Tidak memerlukan ketrampilan operator yang tinggi. 5) Memungkinkan masalah dalam pendebuan. 6) Tidak memerlukan perlengkapan alat bantu.



2.3. Bagian-bagian Bucket Wheel Excavator (BWE)



Gambar 2.4 Bagian-bagian BWE Sumber: Buku Teknologi Continous Mining BWE



Keterangan gambar: a. Wheel b. Bucket c. Wheel Boom d. Wheel conveyor e. Wheel Elevating Cylinder



7



f. Gantry g. Discharge conveyor h. Discharge boom  Slew gear discharge boom Mekanisme kerja dari slew gear discharge boom sama dengan mekanisme kerja dari slew gear receiving boom.  Hoist gear discharge boom Suatu alat yang memiliki panjang lengan 27,7 m dan diameter dari silinder hidrolik 20 mm serta tekanan minyaknya 2.000 bar dengan debit minyak 52 L/menit. Pompa hidrolik yang terdapat pada hoist gear discharge boom digerakkan oleh motor listrik AC dengan rating 15 kW/ 500 V dan putaran motor listrik tersebut 986 rpm. i. Discharge swing bearing j. Discharge elevating cylinder k. Revolving frame l. Swing circle m. Undercarriage n. Crawler side frames



2.4. Alat Pendukung Bucket Wheel Excavator (BWE) 2.4.1.



Belt Wagon (BW) Belt wagon merupakan peralatan listrik yang digunakan untuk



penambahan jangkauan BWE sehingga dapat bergerak lebih jauh dari belt conveyor sistem atau sebagai penghubung antara BWE dengan conveyor excavator. Dengan adanya belt wagon maka belt conveyor tidak perlu dipindahkan letaknya. Sehingga dapat mengurangi frekuensi pergeseran belt conveyor dari jalur excavating. Belt wagon terdiri dari dua bagian yaitu bagian bawah dengan peralatan trak plat sebagai pemikul beban di atasnya dan bagian atas yaitu belt conveyor sistem. Adapun data teknis dari belt wagon (BW) adalah: 8



Type



: BRS 14.000 R



Kapasitas



: 1.300 BCM/jam



Lebar belt



: 14.000 mm



Kecepatan belt



: 4,5 m/s



Panjang boom II



: 26,4 m



Konsumsi listrik



: 471 kW



Berat total



: 275 ton



Tekanan terhadap tanah



: 162 kPa



Agar pergerakan belt wagon dapat menyesuaikan dengan pergerakan BWE maka dilengkapi dengan beberapa unit-unit khusus, diantaranya: a. Crawler travel gear Crawler travel gear digerakkan oleh motor slip ring yang memiliki kapasitas 45 kW/500 V disertai pengamanan rem eldro dengan kapasitas 365 MW. Untuk mengatur crawler travel gear agar dapat bergerak maju maka kecepatan motor listrik pada crawler 2 dan 2 dibuat sama sedangkan untuk gerakan belok kecepatan salah satu motor dikurangi. b. Slewing gear Mekanisme kerja dari slewing gear digerakkan oleh 4 buah motor listrik jenis slip ring dengan kapasitas 4 kW/500 V. Adapun jenis-jenis motor listrik yang digunakan untuk menggerakkan belt wagon, di antaranya: Motor belt conveyor 1.2 (AC)



: 2×160 kW/500 V



Motor slewing (AC)



: 2×4 kW/500 V



Motor travel (AC)



: 2×45 kW/500 V



Motor hoist (AC)



: 1×30 kW/500 V



Motor greasing (AC)



: 1×0,68 kW



Motor crane (AC)



: 1×7,88 kW/500 V



Total daya



: 486,56 kW 9



2.4.2.



Hopper Car (HP) Hopper car adalah alat pengarah lompatan material menuju



conveyor excavating (CE). Hopper car berfungsi sebagai pengatur jatuhnya material sehingga material dapat masuk ke bagian sistem belt conveyor. Selain itu juga fungsi dari hopper car ini adalah sebagai penahan gaya potensial dari material agar tidak terlalu besar. Hopper car dapat berjalan sepanjang rel yang terpasang di bagian kanan dan kiri dari sistem belt conveyor. Konsumsi energi listrik untuk hopper car ini sendiri adalah 9,3 kW dimana kapasitas dari motor travel 4×2,2 kW ditambah dengan kapasitas motor eldro 4×125 W.



2.4.3.



Cable Reel Car (CRC) Cable Reel Car (CRC) adalah kendaraan pembawa kabel listrik



yang akan menyalurkan energi listrik ke BWE. Kendaraan ini berkaitan dengan hopper car sehingga dapat bergerak di atas rel yang memuat gulungan kabel tegangan menengah 20 kV dengan panjang kabel 1.100 m. Proses penggulungan kabel ini digerakkan oleh motor induksi yang memiliki kapasitas 4 kW/500 V. Pada saat hopper car atau kendaraan pembawa kabel bergerak maju maka kabel harus diulur dan saat hopper car bergerak mundur maka kabel harus digulung. Mekanisme penggulungan dan penguluran kabel ini digerakkan oleh motor slip ring khusus (stand steel motor). Pada saat proses penggulungan, torsi motor slip ring ini diperbesar sedangkan pada saat proses penguluran torsi motor slip ring ini diperkecil dan pada saat hopper car dalam keadaan diam maka torsi motor slip ring ini akan sama dengan torsi beban. Adapun jenis-jenis motor listrik yang digunakan untuk menggerakkan cable reel car, diantaranya: Motor travel (AC)



: 8×2,2 kW/500 V



Motor tromol (AC)



: 1×41 kW/500 V



Motor greasing (AC)



: 1×0,25 kW/500 V 10



2.4.4.



Motor travel HC (AC)



: 4×2,2 kW/500 V



Total daya



: 26,25 kW



Conveyor System (CS) Conveyor system merupakan alat untuk mengangkut material dari



front penggalian menuju ke tempat penimbunan tanah (disposal area) maupun ke tempat penumpukan batubara (stockpile). Jalur belt conveyor ini terbagi atas beberapa segmen, berturut-turut dari front penggalian sampai ke front penimbunan yaitu: a) Conveyor excavating (CE) CE merupakan jalur conveyor yang pertama kali mengangkut material hasil galian yang keluar dari hopper car. Posisi jalur CE bisa digeser menyesuaikan dengan kemajuan galian BWE.



Gambar 2.5 Conveyor excavating Sumber: PT. Bukit Asam (2015)



b) Conveyor Shunting (CS)



11



CS merupakan conveyor penghubung dari CE ke CDP. Ujung dari CS dapat digeser balik secara manual ataupun otomatis sesuai dengan jenis material yang digali.



Gambar 2.6 Conveyor shunting Sumber: PT. Bukit Asam (2015)



c) Central Distribution Point (CDP) CDP berfungsi untuk mengatur distribusi material dari CS ke Conveyor Coal (CC) untuk batubara maupun ke Conveyor Dumping (CD) untuk tanah. Pengaturan distribusi dilakukan oleh operator yang ada di CDP baik secara manual maupun otomatis.



Gambar 2.7 Central Distribution Point (CDP) Sumber: PT. Bukit Asam (2015)



12



d) Conveyor Dumping (CD) CD berfungsi untuk meneruskan pengangkutan material tanah yang berasal dari CS ke spreader di disposal area. CD dapat melayani 2 unit BWE sekaligus karena punya lebar belt 1.600 mm.



Gambar 2.8 Conveyor dumping Sumber: PT. Bukit Asam (2015)



e) Conveyor Coal (CC) CC berfungsi untuk meneruskan pengangkutan batubara yang berasal dari CS ke Stacker Reclaimer (SR) di stockpile area. CC mampu melayani pengangkutan dari 2 jalur penggalian BWE karena lebar beltnya 1.600 mm.



13



Gambar 2.9 conveyor coal Sumber: PT. Bukit Asam (2015)



2.5. Proses Mengaktifkan Alat 1) Berikut adalah proses penghidupan alat melalui spreader.



Gambar 2.10 Proses mengaktifkan alat Sumber: PT. Bukit Asam (2015)



14



2) Berikut adalah proses penghidupan alat melalui conveyor coal



Gambar 2.11 Proses penghidupan alat melalui conveyor coal Sumber: PT. Bukit Asam (2015)



15



2.6. Proses Menon-aktifkan Alat



Gambar 2.12 Proses menon-aktifkan alat Sumber: PT. Bukit Asam (2015)



2.7. Mine Control Centre (MCC) Mine Control Centre adalah salah satu system yang vital pada keberjalanan operasi BWE. Sistem continuous mining merupakan rangkaian kegiatan penambangan yang berjalan dalam satu kesinambungan yang memerlukan koordinasi yang baik agar kinerja yang diharapkan dapat tercapai pada akhirnya. Kegiatan penambangan yang dimulai dari pengupasan tanah penutup hinggal 16



pengambilan batubara hingga pengangkutan ke lokasi penimbunan tanah (disposal) atau ke lokasi penumpukan batubara (stockpile). Semua koordinasi dan kendali atas peralatan dan operasi yang dilakukan oleh Mine Control Centre (MCC) dengan menggunakan peralatan penunjang operasi seperti panel kendali dan alat komunikasi berupa radio, telepon, dan intercom. MCC sangat diperlukan keberadaannya karena tanpa adannya MCC, maka kegiatan operasi yang dilakukan di lapangan tidak dapat dilakukan dengan baik karena pada sistem continouos mining menggunakan peralatan yang saling berhubungan dengan yang lainnya. Diantara fungsinya adalah mengoperasikan belt conveyor secara interlock mulai dari BWE hingga spreader atau stacker reclaimer. Semua Alat Tambang Utama (ATU) berhubungan dengan belt conveyor sehingga bila operasi belt conveyor terganggu, maka system operasi pada ATU akan otomatis terhenti sampai kendala pada operasi belt conveyor diatas. Selain itu keberatan MCC berfungsi sebagai: a) Mencatat jam operasi, halangan dan standby ATU setiap saat untuk kemudian menjadi bahan evaluasi dan perbaikan. b) Mengkomunikasikan dan memantau proses troubleshooting ATU oleh mekanik, elektrik dan operasional. c) Membuat laporan hasil produksi batubara dan tanah dari lokasi tambang (BWE system dan shovel atau truck). Kemudian informasi tersebut didistribusikan ke pihak-pihak yang membutuhkan. d) Menginformasikan ke pihak-pihak yang kompoten, mengenai kemajuan-kemajuan operasional dan kendala-kendalanya setiap giliran (tiga giliran dan 24 jam). Meneliti kebenaran setiap informasi baik dari pihak operasional atau pihak perawatan peralatan (mekanik atau listrik) dalam pembuatan laporan. e) Menginstruksikan kepada operator ATU unuk beroperasi atau tidak, berdasarkan dat-dat kesiapan peralatan dan kebutuhan di lapangan. f) Membantu kelancaran komunikasi kegiatan operasional baik terhadap ATU, shovel atau truck maupun penunjang. 17



2.8. Cara Kerja Bucket Wheel Excavator Penggalian pada BWE dilakukan oleh sebuah arm yang di ujungnya terdapat roda besar dimana di sekelilingnya dipasang mangkuk-mangkuk (bucket). Arm beserta mangkuk-mangkuknya yang berputar pada rodanya ditekan ke arah material yang akan diangkut. Setelah mangkuk-mangkuk tersebut terisi penuh, selanjutnya ditumpahkan ke belt conveyor yang sudah terpasang sebagai alat angkut. Jumlah bucket yang banyak maka penggalian dengan BWE dapat dilakukan secara terus menerus (continuous). Disamping itu karena hasil penggaliannya langsung dimuat ke alat angkut yang biasanya berupa rangkaian belt conveyor atau belt wagon, maka BWE juga berfungsi sebagai alat muat.



Gambar 2.13 Operasi Bucket Wheel Excavator (BWE) Sumber: PT. Bukit Asam (2015)



Kelebihan BWE dapat memberikan tingkat produksi karena kerjanya yang terus menerus dan mesin raksasa ini dioperasikan dengan sistem hidrolik. Kelemahan pada BWE ialah pada harga alat yang sangat tinggi dan karakteristik mesin yang hanya cocok digunakan di tanah yang relatif lunak.



18



Material hasil pengerukan ataupun penggalian akan diteruskan ke Belt Wagon (BW). BWE ini mempunyai berat mati atau dalam keadaan tidak beroperasi adalah 552 ton. Daya yang terpasang untuk tiap-tiap BWE adalah 14.485 kW dengan jangkauan gali 90 m. Semua peralatan yang digunakan untuk mengoperasikan BWE ini menggunakan motor-motor listrik, antara lain: a. Motor bucket (AC)



: 1×700 kW/6 kV



b. Motor belt conveyor (AC)



: 2×160 kW/500 V



c. Motor tripper (DC)



: 2×90 kW/500 V



d. Motor hoist (AC)



: 1×1 kW/500 V



e. Motor slewing (DC)



: 2×37 kW/500 V



f. Motor oil pump booml (AC)



: 1×90 kW/500 V



g. Motor oil pump booml (AC)



: 1×15 kW/500 V



Total daya



: 1.388 kW



19



BAB III PENUTUP



3.1. Kesimpulan 1) Bucket Wheel Excavator (BWE) merupakan alat berat yang digunakan pada surface mining, dengan fungsi utama sebagai mesin penggali terus menerus (continuous digging machine) dalam skala besar pada penambangan terbuka. 2) Tipe-tipe Bucket Wheel Excavator:  Large Stripping Wheel  Medium- Size Wheels  Small Fixed Wheels 3) Bagian-bagian Bucket Wheel Excavator (BWE):  Wheel  Bucket  Wheel boom  Wheel conveyor  Wheel elevating cylinder  Gantry  Discharge conveyor  Discharge boom  Discharge swing bearing  Discharge elevating cylinder  Revolving frame  Swing circle  Undercarriage  Crawler side frames



20



DAFTAR PUSTAKA



Kenneth B. Rexford, Electrical Control for Machines, 3rd Edition, Delmar Publishers, Canada, 1987. Materi Pelajaran Pengantar Teknologi Listrik Tambang PT. Tambang Batubara Bukit Asam (Persero), Divisi Pengembangan Sumber Daya Manusia, LPPT Ombilin, 1995. Modul Pembelajaran Kontrol Magnetik, Direktorat Pendidikan Menengah Kejuruan, Direktorat Pendidikan Dasar dan Menengah, Departemen Pendidikan Nasional, 2003. Walter N. Alerich, ELECTRICITY 4 : Motors and Generators, Alternators 4th Edition, Delmar Publishers Inc., New York, 1986. Wikipedia, The Free Encyclopedia, 2016, Bucket Wheel Excavator, Retrieved from http://id.wikipedia.org/ [Diakses 02 Desember 2016]



21