Modul Bench Blasting [PDF]

Citation preview

PERANCANGAN GEOMETRI PELEDAKAN BENCH BLASTING



1. tujuan: 1. Memahami prinsip peledakan jenjang 2. Memahami macam pola pengeboran dan pola peledakan 3. Memahami rangkaian peledakan jenjang 2. Praktek Merancang Geometri Peledakan 3. peralatan : 1. Dummy detonator nonel 2. Paralatan dan perlengkapan peledakan 3. Dummy bidang/face jenjang 4. urutan percobaan 1. Buat perhitungan peledakan jenjang, dengan parameter desain ditentukan sendiri 2. Menentukan pola peledakan. 5. Pendahuluan Peledakan jenjang merupakan peledakan yang memakai lubang bor vertical atau hamper vertical. Lubang bor diatur dalam satu deretan atau beberapa deretan sejajar atau kearah bidang bebas (freeface). Kondisi batuan dari satu temmpat ke tempat yang lain akan berbeda walaupun jenisnya sama. Hal ini disebabkan oleh proses genesa batuan yang akan mempengaruhi karakteristik masa batuan secara fisik maupun mekanik. Perlu diamati pula kenampakan struktur geologi, misalnya kekar retakan atau rekahan, sisipan (fissure) dari lempung, dan bidang diskontinyu lainnya. Kondisi geologi semacam itu akan mempengaruhi kemampu ledakan (blastability). Tentunya pada batuan yang relative kompak dan tampa di dominasi struktur geologii tersebut diatas, jumlah bahan peledak yang diperlukan akan lebih banyak untuk jumlah produksi tertentu disbanding batuan yang sudah ada rekahannya. Jumlah bahan peledak tersebut dnamakan specific charge atau pouder factor (PF) yaitu jumlah bahan peedak yang dipakai per m3 atau ton produksi batuan (kg/m3 atau kg/ton). Dengan demikian kuat suatu batuan pada daerah tertentu memerlukan PF yang tinggi agar kekuatan (strength) bahan peledak melampaui kekuatan batuan. 6. latar belakang teori 1. geomertri peledakan



Geometri peledakan yang ditentukn terlebih dahulu adalah burden (B), jika barden sudah di tentukan maka besaran lain seperti spacing, steming, subdrilling, dsb a. geometri peledkan menurut C.J. KONYA Hasil pembongkaran batuan dengan cara peledakan dapat di peroleh sesuai yang diinginkan, jika suatu perencanaan peledakan memperhatikasaran-besaran geometri peledakan. Berikut akan dijelaskan perhitungan geometri peledakan menurut C.J. Konya (1990). Seperti pada gambar 10.1



Gambar 3.1. Geometri peledakan, C.J. Konya Geometri peledakan menurut Konya (1990) adalah sbb: 1) Burden (B) Burden merupakan jarak tegak lurus terpendek antara muatan bahan peledak dengan bidang bebas yang terdekat atau kearah dimana batuan akan terlempar. Jarak barden yang terlalu kecil akan menghasilkan bongkaran yang terlalu hancur dan tergeser jauh dari dinding jenjang dan kemungkinan terjadinya batuan terbang yang sangat besar. Sedangkan jika jarak burden terlalu besar akan menghasilkan menghasilkan gelombang Tarik yang sangat lemah dibawah kuat Tarik b atuan, sehingga batuan dalam area burden tidak hancur. Besrnya berden tergantung karakteristik batuan, karakteristikmbahan peledak dan diameter lubang ledak. Secara sistematis besarnya burden dan hubungannya dengan factorfaktor tersebut dinyatakan sebagai berikut : 𝐵 = 3,15 𝐷𝑒(



𝐵 = [(2



𝑆𝐺𝑒 )^0,33 𝑆𝐺𝑟



𝑆𝐺𝑒 + 1,5)] 𝐷𝑒 𝑆𝐺𝑟



𝐵 = 0,67 𝐷𝑒(



𝑆𝑡𝑣 )^0,33 𝑆𝐺𝑟



Dengan B



= Burden



De



= diameter bahan peledak (inch)



SGe = SG bahan peledak Stv



= relative bulk strength (ANFO = 100)



Setelah diketahui nilai burden j, maka menurut Konya harus sikoreksi terhadap beberapa factor penentu, yaitu factor koreksi terhadap jumlah baris lubang ledak (Kr), factor koreksi terhadap beberapa factor penentu, yaitu factor koreksi terhadap posisi lapisan batuan (Kd), dan factor koreksi terhadap struktur geologi (Ks). Dengan adanya factor koreksi tersebut maka hasil nilai burden dapat dikoreksi dengan banyaknya baris yang akan diledakkan serta kondisi geologi setempat dalam pelaksanaan peledakan. Adapun besarnya factor-faktor tersebut dapat dilihat pada table 10.1, 10.2, 10.3. m Table 3.1 factor koreksi terhadap jumlah baris lubang ledak Correction for Number of Rows One or two rows of holes Third and sequent rows or buffer blast Table 3.2. Factor koreksi terhadap posisi lapisan batuan



Kr 1,00 0,9



Correction for Rock Deposition Bedding steeply dipping into cut Bedding steeply dipping into face Other cases of deposition



Kd 1,18 0,95 1,00



Table 3.3 Factor koreksi terhadap struktur geologi Correction for geology structure Ks Heavy cracked, fragment with joint, weakly cement 1,30 layers 1,10 Thin well cement layers with tight joint 0,95 Massive intact rock



Secara sistematis persamaan burden oreksi dapat di tulis : Bc = Kr x Kd x Ks x B



Dengan : B



= Burden hasil perhitungan dengan rumus dasar (inch)



Bc



= Burden terkoreksi (inch)



Kd = Faktor terkoreksi terhadap jumlah baris lubang ledak (Tabel 10.1) Kr



= Factor koreksi terhadap posisi lapisan batuan



Ks



= Factor koreksi terhadap struktur geologi



2) Spasi (S) Spacing merupakan jarak diantara lubang ledak dalam suatu baris yang sejajar dengan bidang bebas (Free Face) Jika spacing terlalu besar akan menghasilkan fragmen yang tidak baik dan dinding akhir yang ditinggalkan cenderung tidak rata, sebaliknya bila spacing terlalu kecil dari jarak barden maka akan mengakibatkan tekanan sekitar stemming yang lebih dan mengbatkan gas hasil ledakan dihamburkan ke atas atmosfer diikuti dengan suara bising (noise) Menentukan jarak spasi menurut konya, didasarkan pada jenis detonator listrik yang digunakan dan beberapa besar nilai perbandingan antara tinggi jenjang dan jarak barden. Bila perbandingan antara L/B lebih kecil dari 4 maka digolongkan jenjang rendah dan bila lebih besar dari 4 digolongkan jenjang tinggi. Misalkan tinggi jenjang 6 meter dan barden menurut perhitungan pernilai antara 2,3 – 2,7 meter, maka perbandingan L/B masih dibawa 4 . jenis detonator yang digunakan adalah delay detonator maka persamaan yang digunakan adalah : 𝑆=



(𝐿 + 7𝐵) 8



Keterangan : S



= Spacing (m)



L



= tinggi jenjang (m)



B



= burden (m)



Table 3.4 P e Tipe detonator L/B < 4 r samaan untuk menentukan jarak spacing



L/B >4



𝑆 Instantenous



=



(𝐿 + 2𝐵) S = 2.B 3



𝑆 Delay



=



(𝐿 + 7𝐵) S = 1,4.B 8



3) Stemming Stemming adalah kolom material penutup lubang ledak diatas kolom isian bahan peledak. Stemming yang terlalu pendek yang dapat mengakibatkan batu terbang (fly rock) dan suara ledakan yang keras, sedangkan stemming yang terlalu panjang akan mengakibatkan retakan kebelakang jenjang dan bongkah disekitar dinding jenjang. Secara tektonik jenjang stemming sama dengan jenjang burden, agar tekanan ke arah bidang bebas atasdan samping seimbang. Persamaan yang digunakan untuk menghitung jarak stemming adalah : 𝑆𝑡𝑣



𝑇 = 0,45 𝑥 𝐷𝑒 𝑥 (𝑆𝐺𝑟)0,33 Keterangan : De Stv Sgr



= Diameter Lubang Ledak, (inch) = Relative Bulk Strength (ANFO = 100) = Berat Jenis Batuan



4) Subdrilling Subdrilling merupakan lubang ledak yang berada dibawah garis lantai jenjang, yang berfungsi untuk membuat lantai jenjang relative rata setelah peledakan. Adapun persamaan untuk mencari jarak subdrilling menurut Konya adalah sebagai berikut: J = 0,3 (B) Keterangan: J B



= subdrilling (m) = burden (m)



5) Waktu tunda Pemakaian detonator tunda dimaksudkan untuk mendapatkan perbedaan waktu peledakan antara dua lubang ledak sehingga diperoleh secara beruntun. Pengaturan waktu ini dapat diterapkan pada peledakan beruntun antar baris bang ledak, maka persamaan waktu tundanya adalah sebagai berikut : tr = Tr x B



keterangan : tr Tr B



= waktu tunda antara baris lubang ledak (ms) = konstanta waktu tunda = burden (ft)



Table 3.5. konstanta waktu tunda antara baris Akibat yang dihasilkan Keras , airblast berlebihan, back break, dll Runtuhan tinggi dekat jenjang Tinggi runtuhan cukup, airblast dan back break cukup Runtuhan berpencar dengan backbreak minimum Casting peledakan



Konstanta Tr 2 2–3 3–4 4–6 7 – 14



Penentuan waktu tunda antar lubang dipengaruhi oleh tipe batuan, dan table dibawah ini menunjukan konstanta waktu untuk tiap tipe batuan. th = Th x S Table 3.5. time delay between blastholes Rock type Sand, loams, marls, coals Some limestone, rock salt, shales Compact limestones and marbles, granites, basalt, quartzite rocks, gneisses and gabbroe Diabase, diabase porphyrites, compact gneisses



Th Constant (ms/ft) 1,8 – 2,1 1,5 – 1,8 1,2 – 1,5 0,9 – 1,2



6) Pemakaian bahan peledak Jumlah bahan peledak yang digunakan dalam setiap lubang ledak ditentukan berdasarkan loading density. Loading density ditentukan berdasarkan rumus: de = 0,34 x SGe x De2 keterangan: de



= loading density, lb handa k/ft kolom isian



SGe



= berat jenis bahan peledak



De



= diameter bahan peledak, (inch)



Banyaknya bahan peledak pada setiap lubang ditentukan menggunakan ru mus: E = Pc x de x N



Keterangan : E



= jumlah bahan peledak



Pc



= tinggi kolom isian



De



= loading density (kg/m)



N



= jumlah lubang ledak



b. Perhitungan Geometri peledakan menurut RL. Ash RL. Ash (1967) membuat suatu perhitungan geometri peledakan jenjang berdasarkan pengalaman empiric yang diperoleh diberbagai tempat dengan jenis pekerjaan dan batuan yang berbeda-beda. Sehingga RL. Ash berhasil mengajukan rumusan-rumusan empiric yang tepat digunakan sebagai pedoman dalam rancangan awal suatu peledakan batuan. Dalam pelaksanaannya nanti perhitungan RL. Ash ternyata selalu harus dicoba di lapangan untuk memperoleh gambaran dan perubahan geometri yang lebih mendekati kondisi sesungguhnya. Percobaan dilapangan dilakukan dengan cara trial dan error sampai diperoleh geometri peledaka yang optimal. Nomenklatur geometri peledakan jenjang RL. Ash



Gambar 3.2 Geometri peledakan menurut RL. Ash (1967) 1. Penentuan burden (B) Dimensi yang pertama kali ditentukan adalah burden (B), yang diturunkan berdasarkan diameter lubang ledak atau diameter batang bor atau diameter dodol bahan peledak (handak). Untuk menentukan burden, RL. Ash (1967) mendasarkan pada acuan yang dibuat secara empiric, yaitu adanya batuan standard an bahan peledak standart. Batuan standart memiliki bobot isi 160 lb/cuft, dan bahan peledak standart memiliki berat jenis 1,2 dan kecepatan detonasi 12000 fps. Apabila batuan yang akan diledakkan sama dengan batuan standart dan bahan peledak yang dipakai adalah bahan peledak standar, maka digunakan burden ratio (Kb) standart yaitu 30. Tetapi apabila batuan yang akan diledakkan tidak sama dengan batuan standart dan



bahan peledak yang dipakai bukan pula bahan peledak standart maka harga Kb standart itu harus di koreksi menggunakan factor penyesuai (adjustment factor). Jika : De B Kb 𝐵=



= duiameter lubang ledak == diameter dodol handak = burden = Burden Ratio



𝐾𝑏 𝑥 𝐷𝑒 12



𝑓𝑡 𝑎𝑡𝑎𝑢 𝐵 =



𝐾𝑏 𝑥 𝐷𝑒 39,3



𝑚



Bobot iisi batuan standart = 160 lb/cuft Bahan peledak Specific gravity bahan peledak standart (SGstd) = 1,20 Velocity standart ( Vestd atau VODstd) = 12000 fps Kb standart = 30 Factor penyesuai (adjustment factor) : Batuan yang akan diledakkan (Af1) Bahan peledak yang dipakai (Af2) Maka : Kb Terkoreksi = 30 x Af1 XAf2 Af1 = Adjustment factor untuk bauan yang akan diledakkan Af2 = Adjustment factor untuk handak yang dipakai Dengan 1⁄ 3



𝐷𝑠𝑡𝑑 𝐴𝑓1 = ( ) 𝐷



1⁄



3 𝑆𝐺 𝑥 (𝑉𝑒)2 𝐴𝑓2 = ( ) 𝑆𝐺𝑠𝑡𝑑 𝑥 (𝑉𝑒𝑠𝑡𝑑 )2 D = Bobot isi batuan yang akan diledakkan SG = berat jenis bahan peledak yang dipakai Ve = Kecepatan detonasi bahan peedak yang dipakai.



Jadi : 𝐵=



𝐾𝑏𝑡𝑒𝑟𝑘𝑜𝑟𝑒𝑘𝑠𝑖 𝑥 𝐷𝑒 𝑚𝑒𝑡𝑒𝑟 39,3



2. Spacing (S) KS =S/B KS = Spacing ratio (1-2) S = Ks x B (meter) Ukuran spacing yang dipengaruhi oleh : 



Cara peledakkan yang digunakan : setrentak atau beruntun



 



Fragmentasi tang diinginkan Delay interval



Spacing yang lebih kecil dari ketentuan akan menyebabkan ukuran batuan hasil peledakan terlalu hancur. Akan tetapi apabila spacing mmelebihi ukuran yang ditentukan maka fragmentasi hasil peledakan akan mengalami over size atau boulder (bongkahan) dan juga akan menciptakan tonjolan (stump) diantara dua lubang ledak setelah peledakan. Berdasarkan cara urutan peledakannya, pedoman penentuan spacing adalah sebagai berikut.     



Peledakan serentak S = 2B Peledakan dengan delay interval lama (Second Delay) S = B Peledakan dengan millisecond delay S antara 1B sampai 2B Jika terdapat kekear yang tidak saling tegak lurus, S antara 1,2B sampai 1,8B Peledakan dengan pola equilateral dan beruntun tiap lubang ledak dalam baris yang sama S = 1,15 B



Gambar pengaruh spacing pada penyebaran energy peledakan 3. Stemming (T) Kt = T/B Kt = stemming ratio (0,75-1,00) T = Kt x B Fungsi stemming : o Meningktkan confining pressure dari akumulasi gas hasil peledakan o Menyeimbangkan tekanan di daerah setemming 4. Kedalam lubang ledak (H) Kh = H/B Kh = hole depth ratio (1,5 - 4,0) H = Kh x B (meter) Kedalaman lubang ledak biasanya disesuaikan dengan tingkat produksi (kapasitas alat muat) dan pertimbangan geoteknik. 5. Subdrilling (J) Kj = J/B Kj = Subdrilling ratio (0,2-0,3) J = Kj x B (meter) Panjang subdrilling dipengaruhi struktur geologi, tinggi jenjang dan kemiringan lubang ledak.



6. Powder Catch (PC) PC = H-T PC = panjang kolom isian (meter) H = kedalaman lubang tembak (meter) T = Stemming (meter) 7. Loading density (de) Loading density adalah jumlah isisan permeter panjang olom isisan de = 71,63 De2/SC de = 0,508 De2/(SG) de = loading density (kg/m) De = diameter lubang ledak (inch) SG = berat jenis bahan peledak Jadi bahan peledak dalam satu lubang ledak (E) = PC x d (kilogram) 8. Powder factor Pf = W/E Pf = Pouder factor (ton/kg) W = berat batuan yang diledakan (ton) E = berat bahan yang digunakan (kg) 2. Produksi peledakan Target prooduksi merupakan jumlah batuan yang diledakkan yang dihitung dari luas area dan kedalaman lubang ledaknya. Persamaan umum yang digunakan untuk menentukan target produksi peledakan adalah : W = A x L x dr Dengan W = jumlah batuan yang diledakkan A = luas derah yang diledakkan L = tinggi jenjang dr = bobot isi batuan, ton/m3 3. Memperkirakan framentasi batuan Fragmentasi batuan hasil peledakan sangat dipengaruhi oleh faktokr batuan dan bahan peledak yang digunakan. Kuznetsov membuat rumusan untuk memperkirakan fragmentasi batuan hasil peledakan. X = A x (V/Q)0,8 x Q 0,17 x (E/115)0,63 Dengan X = ukuran rata-rata fragmentasi batuan, cm A = factor batuan V = volume batuan yang terbongkar, m3 Q = berat bahan peledak tiap lubang ledak, kg E = Relative Weight Strenght (ANFO = 100) Table 3.6 factor batuan



ROCK MASS DESCRIPTION (RMD) 1. Powder/friable 2. Blocky 3. Totally massive JOINT PLANE SPACING (JPS) 1. Close (< 0,1 m) 2. Intermediate (0,1 - 1,0 m) 3. Wide (> 1,0 m) JOINT PLANE ORIENTATION (JPO) 1. Horizontal 2. Dip out of face 3. Strike normal to face 4. Dip into face SPECIFIC GRAVITY INFLUENCE (SGI) HARDNESS



A



= 0,12 𝑥 BI



BI



= 0,5 (RMD



RATING 10 20 50 RATING 10 20 50 RATING 10 20 30 40 SGI = 25 x Bobot isi – 50 S = 0,05 x (UCS MPa), RATING OF 1 TO 10 (MOHS SCALE)



+ JPS + JPO + SGI + H)



Sedangkan untuk menngetahui distribusi ukuran fragmentasi dipergunakan persamaan Cunningham yang digabungakan dengan persamaan Kuznetdov, yaitu : R = e-(x/Xc) n Dengan R = perbandingan dari material tertinggal pada ayakan X = ukuran ayakan Xc = x/(0,693)1/n N = indeks keseragaman



n Dengan D B W S L H



= (2,2 – 14 B/d) (1-W/B) (1 + ((S/B) – 1)/2) L/H



= diameter isian (mm) = burden (m) = standar deviasi pengeboran (m) = spacing (m) = panjjang isian (m) = tinggi jenjang