![Jusulan Penelitian - F1D116008 - Johanes Cevin Ginting - Penyanggaan Rock Bolt [PDF]](https://pdfs.asia/img/200x200/jusulan-penelitian-f1d116008-johanes-cevin-ginting-penyanggaan-rock-bolt.jpg)
4 0 1 MB
USULAN PENELITIAN EVALUASI TEKNIS SISTEM PENYANGGAAN GROUTED CABLE BOLT-FLEXIROPE MENGGUNAKAN METODE ROCK MASS RATING (RMR) SYSTEM PADA AREA TAMBANG BAWAH TANAH PT. X
JOHANES CEVIN GINTING F1D116008
PROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGAN
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS JAMBI 2020
EVALUASI TEKNIS SISTEM PENYANGGAAN GROUTED CABLE BOLT-FLEXIROPE MENGGUNAKAN METODE ROCK MASS RATING (RMR) SYSTEM PADA AREA TAMBANG BAWAH TANAH PT. X Diajukan sebagai salah satu syarat dalam melakukan penelitian dalam rangka penulisan Skripsi pada Program Studi Teknik Pertambangan
JOHANES CEVIN GINTING F1D116008
PROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGAN
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS JAMBI
2020
DAFTAR ISI -USULAN PENELITIAN
EVALUASI
TEKNIS
SISTEM
PENYANGGAAN
GROUTED
CABLE BOLT-FLEXIROPE MENGGUNAKAN METODE ROCK MASS
RATING
(RMR)
SYSTEM
PADA AREA
TAMBANG
BAWAH TANAH PT. X
Oleh: JOHANES
CEVIN
GINTING F1D116008
Disetujui: Pembimbing Utama Pendamping
Pembimbing
Drs. Faizar Farid, M.Si. Prabawa, S.T., M.T
Aditya
NIP. 195812171989021001 199110252019031012
NIP.
Denny
Diketahui: Wakil Dekan BAKSI Teknik
Ketua Program Studi
Fakultas Sains dan Teknologi
Pertambangan,
Universitas Jambi
Dr. Tedjo Sukmono, S.Si, M.Si.
Wahyudi Zahar, S.T., M.T.
NIP. 196605191991121001
NIP. 199008032018031001
DAFTAR ISI
H alaman HALAMAN PENGESAHAN...................................................................................i DAFTAR ISI....................................................................................................... ii DAFTAR TABEL........................................................................................................iii DAFTAR GAMBAR............................................................................................. iv I. PENDAHULUAN............................................................................................. 1 Latar Belakang.........................................................................................1 Identifikasi dan Perumusan Masalah........................................................2 Identifikasi dan Perumusan Masalah........................................................2 Tujuan 3 Manfaat 3 II. TINJAUAN PUSTAKA.....................................................................................5 Lokasi dan Kesampaian Daerah Penelitian...............................................5 Keadaan Topografi....................................................................................6 Keadaan Morfologi....................................................................................6 Keadaan Cuaca dan Iklim.........................................................................7 Geologi Regional.......................................................................................7 Metode Runtuhan (Caving Method) Pada Tambang Bawah Tanah..........................9 Drift Cycle atau Siklus Penambangan Underground................................................15 Sistem Penyanggaan Tambang Bawah Tanah.........................................16 Pengertian dan Aplikasi Rock Bolt...............................................................17 Jenis Baut Batuan (Rock Bolt).................................................................18 Perlengkapan Penunjang Pemakaian Rock Bolt........................................28 Rancangan Baut Batuan........................................................................33 Teknik Pemasangan Grouted Cable Bolt-Flexirope....................................38 Klasifikasi Massa Batuan Sistem Rock Mass Rating (RMR)....................39 Penentuan Klasifikasi Geomekanika RMR...............................................45 Klasifikasi Stand-up Time............................................................................48 Tinggi Runtuh dan Beban Keseluruhan..................................................50
DAFTAR ISI III. METODE PENELITIAN................................................................................51 Tempat dan Waktu.................................................................................51 Bahan dan Peralatan..............................................................................52 Metode Penelitian...................................................................................52 Diagram Alir Proses Penelitian................................................................55 Daftar Pustaka................................................................................................ 56
ii
DAFTAR TABEL Tabel Halaman 1. Data Teknik Baut Batuan dengan Cara Pengikatan Mekanis........................19 2. Keuntungan dan Kerugian dari Baut Batuan Pengikat Mekanis...................19 3. Resin Anchored Rockbolts dan Grouted Rockbolt-Rebar...................................22 4. Data Teknik Baut Batuan Pengikat Zat Kimia..............................................23 5. Data Teknik Baut Batuan Swelex dan Split set................................................25 6. Keuntungan dan kerugian dari baut batuan Swelex dan Split set..................25 7. Data Teknik Dari Grouted Cable Bolt-Flexirope.................................................27 8. Keuntungan dan Kerugian dari Baut Batuan Pengikat Mekanis...................27 9. Desain campuran (Mix Design).....................................................................31 10. Klasifikasi Rock Load Terzaghi....................................................................34 11. Esitmasi Anchorage Failure Loads dari Bolt Mekanis...................................35 12. Karakterisitik Bolt; Steel-Rods..........................................................................35 13. Rekomendasi Data Untuk Anchorage..........................................................36 14. Hubungan RQD dan Kualitas......................................................................41 15. Petunjuk Klasifikasi Kondisi Bidang Diskontinyu........................................43 16. Kondisi Air Tanah.......................................................................................44 17. Parameter Klasifikasi RQD dan Parameter Bobotnya...................................45 18. Efek Orientasi Jurus dan Kemiringan Diskontinyu......................................46 19. Penyesuaian Rating untuk Orientasi Bidang Diskontinyu............................47 20. Kelas Massa Batuan yang Ditentukan dari Rating Totaln.............................47 21. Panduan Rekomendasi Penyanggan Berdasarkan Sistem RMR....................47 22. Arti dari Kelas Massa Batuan......................................................................49 23. Rumus Tinggi dan Besar Beban Runtuh......................................................50 24. Rencana Pelaksanaan Tugas Akhir..............................................................51
DAFTAR TABEL
DAFTAR GAMBAR `Gambar Halaman `1. Peta Lokasi .....................................................5
PT
Freeport
Indonesia
2.
Metode sublevel caving............................................................................................. 12
3.
Siklus Penambangan Sublevel Caving.................................................................12
4.
Skema Metode Penambangan Block Caving............................................................14
5.
Drift Cycle atau Siklus Penambangan Underground................................................16
6.
Tiga Fungsi Utama Penyangga............................................................................16
7.
Baut Batuan (Rock Bolt).....................................................................................17
8.
Slot & wedge bolt...................................................................................................... 20
9.
Expansion shell bolt............................................................................................ 20
10. Grouted Rockbolt-Rebar............................................................................................ 21 11. Resin Anchored Rockbolts.........................................................................................22 12. Atlas Copco “Swellex”.........................................................................................24 13. Split set...................................................................................................................... 24 14. Baut Kabel-Flexirope.................................................................................................28 15. Contoh face Plate (DSI catalog supporting)..........................................................29 16. Chailink Mesh dan Baut Batuan di PT. Freeport Indonesia..................................30 17. Weld Mesh dan Baut Batuan di PT. Freeport Indonesia.......................................30 18. Tipe Steel fibre yang ada di Amerika Utara..........................................................32 19. Rock Straps dengan Baut Batuan.......................................................................33 20.
Ilustrasi Rock Straps................................................................................................. 33
21.
Konsep beban batuan terowongan oleh Terzaghi (1946)......................................34
22.
Prosedur Pengukuran dan Perhitungan RQD, Deere (1989)................................40
23.
Kondisi Bidang Diskontinyu...............................................................................42
24.
Lebar Terowongan (Span)...................................................................................49
25.
Hubungan antara stand-up time dengan lebar span RMR...................................49
26.
Diagram Alir Proses Penelitian............................................................................55
1
I. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Indonesia adalah negara yang kaya akan sumberdaya alam, baik itu sumberdaya terbarukan maupun tidak terbarukan. Salah satu sumberdaya alam yang tidak terbarukan adalah mineral. Mineral yang memiliki nilai ekonomis tinggi sangat banyak terdapat di Indonesia. Melimpahnya mineral di Indonesia menjadikan negara kepulauan ini menjadi sasaran bagi para pengusaha pertambangan untuk mengeksploitasi dan memanfaatkan mineralmineral yang ada. Dalam
proses
penambangan
bawah
tanah,
penyanggaan
(supporting)
merupakan salah satu faktor penting dalam keberlangsungan operasi kegiatan penambangan. Hal ini berkaitan dengan faktor keselamatan kerja (safety factor) serta produktivitas kerja. Pentingnya suatu penyanggaan dapat diperhatikan pada kegiatan produksi dan development, seperti pada kegiatan pengeboran untuk peledakan produksi, pemuatan, pengangkutan, kegiatan pengeboran, dan lain-lain. Penggunaan sistem penyanggaan yang tepat akan berdampak pada lokasi kerja yang lebih aman serta target produksi yang direncanakan dapat tercapai. Untuk memenuhi tuntutan tersebut, maka pembuatan desain penyanggaan harus sesuai dengan kondisi batuan dan keadaan ketidakmenerusan yang terbentuk dari lokasi penambangan dan kaidah dari geologi teknik yang baik. Salah satu sistem penyanggaan yang digunakan pada tambang bawah tanah adalah sistem penyanggaan Grouted Cable Bolt-Flexirope. Sistem penyanggaan Grouted Cable Bolt-Flexirope merupakan sistem penyanggaan baut batuan yang dimana penggunaannya tidak tertegangkan dengan pengikatan sepenuhnya pasa industri pertambangan tumbuh dengan cepat. Sistem penyanggaan ini diterapkan pada bukaan (drift) yang baru dibuka untuk menahan adanya keruntuhan batuan yang berasal dari atap atau dinding samping dari bukaan tambang bawah tanah. Untuk mengamankan lokasi kerja terhadap runtuhan tersebut, maka diperlukan adanya sistem penyanggaan yang tepat yang sesuai dengan safety factor pada penggunaan Grouted Cable Bolt-Flexirope agar lokasi menjadi aman untuk melakukan kegiatan produksi. Penentuan sistem penyanggaan yang tepat dianalisis menggunakan sistem klasifikasi massa batuan Rock Mass Rating (RMR), dimana klasifikasi massa batuan menggunakan sistem RMR ini bertujuan untuk mengetahui kondisi dari suatu batuan yang digolongan dalam beberapa kelas. Sehingga dari klasifikasi tersebut akan diketahui penggunaan sistem penyangga yang sesuai dengan
2
kondisi batuan dari lubang bukaan tambang bawah tanah tersebut. Penggunaan penyanggaan ini terkadang terjadi kesalahan baik dalam jumlah penggunaan dan panjang kabel Groted Cable Bolt-Flexirope yang dibutuhkan untuk
melakukan
pengamanan.
Hal
tersebut
mengakibatkan
perlu
dilakukannya evaluasi dan perbandingan terhadap pengamatan secara aktual pada bukaan tersebut, serta analisis sistem pemasangan Grouted Cable BoltFlexirope untuk menyangga bukaan yang akan digunakan pada lokasi kegiatan produksi guna mendapatkan safety factor yang sesuai. 1.2 Identifikasi dan Perumusan Masalah Dari uraian yang terdapat di latar belakang maka identifikasi masalah pada penelitian ini yaitu evaluasi teknis mengenai sistem penyanggaan
menggunakan
Grouted
Cable
Bolt-Flexirope
pada
tambang bawah tanah PT. X untuk mengetahui sistem penyanggaan yang tepat yang sesuai dengan safety factor yang nantinya dapat menahan adanya runtuhan pada lubang bukaan tambang bawah tanah PT. X. Berdasarkan latar belakang diatas maka dapat dirumuskan masalah dalam penelitian ini yaitu : 1. Bagaimana klasifikasi massa batuan pada tambang bawah tanah dengan menggunakan sistem Rock Mass Rating (RMR)? 2. Bagaimana kondisi aktual Rock Mass Rating (RMR) pada lubang bukaan tambang bawah tanah tersebut? 3. Bagaimana evaluasi teknis terhadap pemasangan Grouted Cable BoltFlexirope yang seharusnya diterapkan dan perbandingannya dengan aktual dilapangan? 1.3 Tujuan Adapun tujuan dari penelitian ini yaitu : 1. Mengetahui klasifikasi massa batuan pada tambang bawah tanah dengan menggunakan sistem Rock Mass Rating (RMR). 2. Mengetahui kondisi aktual Rock Mass Rating (RMR) pada lubang bukaan tambang bawah tanah. 3. Mengevaluasi teknis terhadap pemasangan Grouted Cable BoltFlexirope yang seharusnya diterapkan dan perbandingannya dengan aktual dilapangan.
3
1.4 Manfaat Bagi Mahasiswa dan Penulis Menambah pengetahuan mengenai penggunaan sistem penyanggaan Grouted Cable Bolt-Flexirope berdasarkan kejadian real dilapangan serta dapat mengaplikasikan ilmu teori yang didapat kedalam dunia kerja. Bagi Tenaga Pengajar Sebagai bahan referensi dalam matakuliah Sistem Penyanggaan sehingga dapat memberikan informasi mengenai sistem penyanggaan Groted Cable Bolt- Flexirope yang digunakan di tambang bawah tanah PT X. Bagi Pihak Perusahaan Sebagai bahan evaluasi perusahaan di masa yang akan datang terutama di PT. X untuk mengevaluasi penggunaan sistem penyanggaan Groted Cable Bolt-Flexirope pada lubang bukaan tambang bawah tanah. Serta dapat menjalin kerjasama antara pihak perusahaan dengan Universitas Jambi untuk kegiatan penelitian tugas akhir di perusahaan tersebut.
4
II.
TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Lokasi dan Kesampaian Daerah Penelitian
Lokasi penambangan PT. X…. 2.2 Keadaan Topografi Wilayah kerja PT. X 2.3 Keadaan Morfologi Daerah yang membentang sejauh … 2.4 Keadaan Cuaca dan Iklim Secara umum wilayah kerja PT. X 2.5 Geologi Regional Menurut Anonim, wilayah kerja PT. X berada pada :
2.6 Drift Cycle atau Siklus Penambangan Underground Drift Cycle atau Siklus Penambangan pada tambang bawah tanah ini merupakan suatu langkah kegiatan berkelanjutan untuk melaksanakan tambang bawah tanah yang meliputi 6 kegiatan yaitu : 1. Drilling, dalam kegiatan ini dilakukan pemboran untuk produksi atau pembangunan yang dimana sebelumnya telah dirancang ukuran
dan
posisi
kemajuan
tambang
serta
menganalisa
kemantapan lubang yang akan maju. Kegiatan ini menggunakan Jumbo Drill untuk membuat lubang ledak yang nantinya akan dilakukan pengisian bahan peledak. 2. Charging, dalam kegiatan ini dilakukan pengisian bahan ledak ke lubang
ledak
yang
telah
tersedia,
melakukan
scanner
atau
pemeriksaann peralatan dan perlengkapan bahan peledak, dan tie up merangkai peledakan tiap lubang ledak yang telah dilakukan charging. 3. Blasting, dalam kegiatan ini terdapat suatu alat Black Box yang akan mendata hasil kegiatan charging kemudian akan dioperasikan alat untuk menghancurkan batuan dengan bahan peledak. 4. Smokeling-Scaling, dalam kegitan ini yang dilakukan adalah pembersihan atau clenup setelah dilakukannya blasting. Kegiatan yang dilakukan ialah cek hasil peledakan apakah ada yang miss fire, penanganan debu bekas peledakan dengan membasahi lokasi bekas peledakan, kemudian pengecekan gas beracun. 5. Mucking, dalam kegiatan ini LHD (Load Haul Dump) atau Loader
5
dipakai untuk proses pemgerukan batuan kemudian
diangkut
menuju lokasi pembuangan material untuk diproses selanjutnya. 6. Supporting, dalam kegiatan ini sebenarnya kegiatan smokelingscaling atau cleanup dilakukan kembali agar menjaga keamanan dalam melakukan ground supporting yang dilakukan ialah scalling. Supporting kali ini melakukan proses penyanggaan menggunakan jumbo drill dalam memasang rock bolt untuk mengontrol masa batuan disekitar lubang bukaan agar tidak runtuh juga berfungsi untuk menghindari adanya jatuhan akibat bidang lemah, baik itu akibat aktivitas peledakan maupun bidang lemah yang terjadi akibat gejala geologi sehingga proses produksi dapat berjalan aman dan lancar.
Gambar 5. Drift Cycle atau Siklus Penambangan Underground 2.7 Sistem Penyanggaan Tambang Bawah Tanah Secara definisi, penyangga adalah alat bantu agar kondisi massa batuan dapat menyangga dirinya sendiri sehingga mencapai keseimbangan setelah adanya gangguan berupa lubang bukaan itu sendiri. Adapun fungsi dari penyangga adalah sebagai penguat (reinforcement) dan penahan (support) pada batuan (Ginting, A., Purba, A., Sjadat, A., 2017). Menurut Kaiser dan McCreath (1992), ada tiga fungsi utama dari penyangga (Gambar 5) yaitu : a. secara
Penguat (reinforce), yaitu penyangga mempersatukan batuan tidak langsung, memperbesar ketebalan dan menaikan ketahanan
terhadap pelengkungan b.
Pengikat (Hold), yaitu penyangga batuan harus diikatkan pada
suatu daerah yang kuat dan stabil. Penyangga dibebani secara prinsip oleh berat batuan yang disanggah.
6
c.
Penahan (Retain), yaitu penyangga batuan berfungsi sebagai
penahan pada bagian yang tidak ter-cover dan memaksimalkan dari masingmasing fungsi penyangga sehingga kerjanya maksimal untuk menahan beban dari batuan itu sendiri.
Gambar 6. Tiga Fungsi Utama Penyangga (Sumber : Kaiser, McCreath, 1992)
Penentuan sistem penyangaan yang akan dipasang di tambang bawah tanah harus memperhatikan beberapa kondisi seperti detail lubang bukaan, estimasi tegangan, data geologi, estimasi perilaku batuan, dan desain penyangga batuan itu sendiri (static factor of safety, dynamic factor of safety, deformasi penyangaan) (Ginting, A., Purba, A., Sjadat, A., 2017). Pengertian dan Aplikasi Rock Bolting Baut batuan (rock bolting) bila digunakan akan menjadi kesatuan bagian dari massa batuan, jika dibandingkan dengan penyangga lain (misalnya penyangga kayu, penyangga beton dan penyangga baja) yang tidak merupakan bagian dari massa batuan. Namun mempunyai fungsi yang sama sebagai penguatan massa batuan dengan tujuan memperkecil deformasi atau menjaga kestabilan terowongan.
Gambar 7. Baut Batuan (Rock Bolt) Sejak ditemukannya baut batuan sebagai penyangga, fungsi dan peran baut batuan telah menjadi objek analisis yang bertujuan untuk mengerti lebih baik dan memperbaiki cara kerjanya. Baut batuan banyak digunakan untuk menstabilkan massa batuan, khususnya di industri pertambangan. Adapun beberapa alasan mengapa baut batuan telah digunakan secara meluas sebagai penguatan batuan adalah : 1.
Fleksibel ; dapat digunakan pada bentuk geometri terowongan yang
bervariasi. 2.
Umumnya mudah digunakan.
3.
Harganya relatif murah.
4.
Pemasangannya dapat sepenuhnya dengan mekanisasi.
5.
Kerapatannya (jumlah baut batuan per-satuan luas) dengan mudah
dapat disesuaikan dengan sistem penyanggaan yang lain, misalnya mesh kawat, beton tembak dan selimut beton. Pada sistem penggalian bawah tanah
NATM (New Austrian Tunnelling Method) sistem baut batuan dikombinasikan dengan beton tembak dan selimut beton untuk penyanggaan permanen. Penggunaan baut batuan untuk menjaga kestabilan atap dan dinding lubang bukaan, tergantung kepada kuat ikat (anchoring capacity) baut batuan dengan batuan, selain tegangan dasar (yield strength) dari baut batuan tersebut. Persyaratan yang harus dipenuhi untuk pengikatan (anchoring) baut batuan adalah: 1.
Pengikatan harus kuat.
2.
Batuan tempat pengikat harus kuat dan kontinyu.
3.
Panjang baut batuan harus cukup untuk menciptakan pre-
compression zone sekitar lubang bukaan untuk mengatasi stress failure. Baut batuan harus terikat dibelakang daerah tarikan (tension zone). Sedangkan Tablore memberikan aturan yaitu : 1.
Pemasangan dan ukuran/dimensi baut batuan tergantung
kepada keadaan batuan. 2.
Baut batuan pada batuan agak kuat, mempunyai jarak dan
panjang lebih rapat dan lebih panjang. Batuan plastis tidak cocok untuk dilakukan penyanggaan dengan baut batuan. 3.
Ketebalan
dari
batuan
(tempat
pengikat)
harus
mampu
menerima beban. 4.
Panjang baut batuan harus paling sedikit sama dengan
ketebalan batuan yang disangga ditambah dengan jarak rata-rata antar baut batuan. 5.
Jarak tiap baut batuan diusahakan seragam. Jenis Baut Batuan (Rock Bolts)
Bermacam-macam baut batuan telah digunakan saat ini diseluruh dunia. Banyak diantaranya hanya memperlihatkan perbedaan yang kecil didalam rancangannya, namun konsep dasarnya sama. Jenis-jenis baut batuan akan dibedakan berdasarkan cara pengikatannya yaitu : 1. wedge bolt
Baut batuan dengan cara pengikatan mekanis (slot bolt &
dan expansion shell anchor). 2.
Baut batuan dengan cara pengikatan yang menggunakan zat
kimia (Grouted bolt) 3. swellex)
Baut batuan dengan cara pengikatan geser, (split set dan
4.
Baut kabel batuan (flexirope).
Baut Batuan Pengikat Mekanis Pengikatan antara baut batuan dengan batuan pengikatan ponktuel. Baut batuan dengan sel penjangkaran terkembang (the expansion shell anchored rockbolt) tipe standart atau bail adalah jenis yang paling banyak digunakan. Pengembangan sistem penjangkaran beroperasi dengan cara yang sama untuk jenis standart dan jenis bail. Suatu wedge yang diletakkan pada ujung baut ditekan pada satu sel konikal yang dapat mengembang jika baut diputar. Hal ini akan mengakibatkan sel akan mengembang kearah dinding lubang bor. Baut ini diaplikasikan, dengan sedikit pengecualian untuk batuan dengan kekerasan yang sedang sampai keras. Dan tidak direkomendasikan untuk batuan yang sangat keras, karena ada kemungkinan terjadi gelinciran dari sel penjangkaran baut tersebut. Data teknik dari jenis batuan ini dapat dilihat dalam Tabel 1. Dan contoh dari baut batuan ini dapat dilihat pada Gambar 8 & 9. Tabel 1. Data teknik baut batuan dengan cara pengikatan mekanis Kualitas steel
700 N/mm2
Diameter baut
16 mm
Beban batas (yield load) steel
140 kN
Beban ultimat (ultimate load) steel
180 kN
Regangan aksial ultimat steel
14 %
Berat baut tanpa face plate dan mur
2 kg/m
Panjang baut
Bervariasi
Diameter lubang bor yang dianjurkan
35 – 38 mm
Tabel 2. Keuntungan dan kerugian dari baut batuan Pengikatan Mekanis Keuntungan
Kerugian
-
Harga relatif tidak mahal
-
-
Baut memberikan aksi penyanggaan batuan yang sedang – keras. -
dengan segera setelah dipasang. -
Terbatas Sukar
untuk untuk
pengunaan memasangnya
Dengan pemutar baut (rotating the secara terandalkan
bolt) suatu teori diaplikasikan oleh kepala -
Harus
dipantau
dan
diuji
baut dan mengumpulkan tarikan dalam ketegangannya yang tepat -
baut. -
Dengan
post-grouting,
baut
Kehilangan
dapat (bearing)
kapasitas
akibat
dukung
getaran
hasil
menyediakan penguatan yang permanen. peledakan atau ketika batuan jatuh di -
Pada batuan keras, pembebanan
sekelilng permukaan lubang bor disekitar plat, untuk
baut yang tinggi dapat dicapai. -
batuan
Sistem serba guna untuk penguatan tegangan tinggi.
batuan, dengan asumsi untuk kondisi batuan yang keras. -
Lebih dapat terdeformasi dari roda
baut
dengan
pengikatan
sepenuhnya
(resin, semen) : kekakuan 3,5 – 8,5 t/cm
Gambar 8. Slot & wedge bolt
Gambar 9. Expansion shell bolt
yang
mempunyai
Baut Batuan Pengikat Zat Kimia Baut batuan dengan jenis ini telah biasa digunakan diseluruh dunia sejak 60 tahun lalu dalam aplikasi rekayasa pertambangan dan sipil. Sebagian besar biasa digunakan baut batuan grouted rebar atau batang ulir (threaded bar) dibuat dari baja dengan pengikatan sepenuhnya. Semen atau resin digunakan sebagai bahan pengikat. Baut batuan rebar yang digunakan dengan resin menciptakan suatu sistem yang biasa digunakan untuk baut batuan tertegangkan (tensioned rockbolt) tetapi baut batuan batang ulir dengan zat pengikat semen dapat juga digunakan untuk baut batuan tanpa tertegangkan (untensioned bolt). Kedua sistem ini digunakan baik untuk penyanggaan sementara, maupun penyanggaan permanen untuk berbagai kondisi batuan. Baut batuan batang ulir terutama digunakan dalam aplikasi rekayasa sipil untuk pemasangan yang permanen. Jenis baut batuan dengan pengikatan resin dan semen adalah Grouted Rockbolt-Rebar dan Grouted Rockbolt-Dywidag Steel (Gambar 10 & 11). Keuntungan dan kerugian dari baut batauan ini juga dapat dilihat pada Tebel 3. Kemudian Data teknis dari masingmasing baut batuan ini dapat dilihat pada Tabel 4.
Gambar 10. Grouted Rockbolt-Rebar
Gambar 11. Resin Anchored Rockbolts Tabel 3. Resin Anchored Rockbolts dan Grouted Rockbolt-Rebar Jenis baut batuan Keuntungan dengan
Kerugian
pengikat
zat kimia Resin Rockbolts
Anchored
-
Baut memberikan reaksi -
penyanggaan
yang
dengan
dodol
(cartridges)
resin
pada
fast-setting lingkungan
bawah
tanah
setelah pemasangan -
Kalau
resin
digunakan
untuk
cepat -
Mahal Kesukaran
bagian dimana
dasar dari baut batuan, baut mempengaruhi batuan
dengan
-
sepenuhnya ditegangkan. pemasangan
permanen.
Resin dapat mengotori dan
dapat berbahaya untuk penanganan yang tidak benar.
Ketahanan korosi tinggi -
pada
keterandalan
pengikatan pemasangan baut batuan
yang
-
dapat
Resin mempunyai batas
yang waktu pakai.
Grouted
Rockbolt- -
Rebar
Pemasangan yang tepat, -
akan
memberikan
penguatan
yang
sistem hanya mungkin kalau prosedur
baik
dan pemasangan
tahan lama. -
kerusakan -
lingkungan kecil. Sistem
khusus
diikuti
dengan baik dan benar
Pengaruh
-
Penegangan baut batuan
ini
Semen
standard
memerlukan memberikan sebelum
beberapa baut
hari
mendapat
pembebanan baut yang tinggi pembebanan. pada
kondisi
batuan
yang -
bervariasi.
Kualitas pengikatan sukar
untuk
diuji
dan
dipelihara
secara konstan.
Tabel 4. Data Teknik Baut Batuan Pengikat Zat Kimia Data Teknis
Resin Anchored
Grouted Rockbolt-
Rockbolts
Rebar
Kualitas steel
570 N/mm2
1180 N/mm2
Diameter baut
20 mm
20 mm
load) 120 kN
283 kN
(Ultimate 180 kN
339 kN
Beban
batas
(Yield
steel Beban
ultimat
load) steel Regangan
axial
ultimate 15 %
9,5 %
steel Berat baut tanpa face plate
2,6 kg/m
2,6 kg/m
Sesuai panjang yang
Sesuai
dibutuhkan
dibutuhkan
35 5 mm
35 3 mm
dan mur Panjang baut Diameter lubang bor yang
panjang
dianjurkan Baut Batuan Pengikat Geser Baut batuan dengan pengikatan geser merupakan baut batuan yang paling banyak berkembang dalam teknik penguatan batuan. Dua tipe baut batuan dengan pengikatan geser yang tersedia, yaitu split set dan swellex (Gambar 12 &
yang
13).
Gambar 12. Atlas Copco “Swellex”
Gambar 13. Split set Untuk kedua tipe sistem baut batuan ini, tahanan geser untuk menggelincirkan batuan pada besi paja (untuk swellex) dikombinasikan dengan ikatan mekanik (mechanical interlock) ditimbulkan oleh kekuatan radial pada dinding lubang bor sepanjang baut. Baut batuan dengan pengikatan geser mirip dengan baut batuan dengan pengikatan mekanik dalam pengertian bahwa pemasangan dan operasinya tidak diganggu oleh kondisi batuan yang basah. Untuk pemasanga secara permanen masalah yang mungkin timbul adalah korosi. Meskipun sistem ini sudah dijelaskan di atas, keduanya memiliki beberapa berbedaan yang utama. Hal ini berhubungan dengan mekanisme pengikatan dan aksi penyanggaan, sebagai mana prosedur pemasangan. Sebenarnya, hanya Split set yang merupakan baut batuan dengan pengikatan geser dan
kadang-kadang disebut sebagai Split set friction stabilizer.
Mekanisme pengikatan baut batuan split set timbul dari kekuatan geser dari pembebanan yang mendekati batas beban maksimum dari baut batuan, saat baut batuan akan tergelincir, baut batuan dapat mengalami perpindahan yang besar Mekanisme dari pengikatan baut batuan swellex tergantung dari kekuatan geser dan dikombinasikan dengan ikatan mekanik. Pengikatan swellex ditimbulkan oleh kekuatan geser pembebanan. Ikatan mekanik antara baut batuan dan batuan mencegah lepasnya baut dari batuan. Sifat dari baut batuan swellex ini menunjukkan bahwa kekuatan dari baut ini harus dimanfaatkan secara penuh. Kedua tipe baut batuan dengan pengikatan geser digunakan dalam industri pertambangan. Namun pada aplikasi rekayasa sipil sangat terbatas, tetapi swellex makin bertambah penggunaannya dalam pekerjaan pembuatan terowongan. Data teknis serta keuntungan dan kerugian dari masing-masing baut ini dapat dilihat pada Tabel 5 dan Tabel 6. Tabel 5. Data Teknik Baut Batuan Swelex dan Split set. Data Teknis
Swelex
Split Set
Diameter pipa
26 mm
39 mm
Beban batas (Yield load) pipa
130 Kn
90 kN
Beban ultimat steel
130 Kn
111 kN
Regangan axial ultimate steel
11 %
16 %
Berat baut tanpa face plate
2 kg/m
1,8 kg/m
Panjang baut
Sesuai
steel
panjang
yang 0,9 – 3 m
Dibutuhkan Diameter
lubang
bor
yang 35 3 mm
35 – 38 mm
dianjurkan Tabel 6. Keuntungan dan kerugian dari baut batuan Swelex dan Split set. Jenis baut batuan dengan pengikat zat kimia
Keuntungan
Kerugian
Swelex
-
Pemasangannya
cepat -
dan sederhana (simple) -
Memberkan
yang
cepat
-
Relatif mahal Untuk
pemasangan
aksi/kerja jangka setelah diperlukan
pemasangannya -
perlindungan terhadap
Dapat digunakan pada korosi,
beberapa kondisi yang
panjang
pemasangannya
untuk
berbeda-beda -
dibutuhkan
Pemasangan
menyebabkan
sebuah
dapat pompa. kontraksi
pada panjang baut tersebut -
Tegangan
yang
face
efektif
plate
melawan
permukaan batuan. Split Set
-
Pemasangannya
sederhana -
Memberikan
-
Relatif mahal
-
Diameter
aksi/kerja penting
lubang
sekali
bor dalam
penyanggaan dengan cepat pencegahan runtuh selama setelah pemasangannya. pemasangan -
dan
ketepatan
Tak ada perangkat keras
dalam
memperoleh
(hardware) lain melainkan kekuatan lubang
yang
sebuah jackleg, atau jumboo diharapkan. boom
untuk -
pemasangan. -
Mudah
Pemasangan
baut
batuan yang panjang dapat menggunkan menjadi sulit
wire mesh
-
Tidak dapat digunakan
dalam
pemasangan
panjang
kecuali
dilindungi oleh anti korosi.
Baut Kabel Batuan Pengikat Zat Kimia Baut kabel ini telah digunakan untuk penguatan struktur dalam batuan sejak 20 atau 30 tahun yang lalu. Kabel diperkenalkan untuk industri tambang untuk maksud yang sama lebih dari 15 sampai 20 tahun yang lalu. Penggunaan baut kabel yang tak tertegangkan dengan pengikatan sepenuhnya pada industri tambang tumbuh dengan cepat. Penggunaan utama baut kabel adalah pada sistem penyanggaan sementara (STILLBORG, 1985). Jenis kabel yang biasa digunakan adalah kabel untuk penguatan 15,2 mm 7wire steel strand biasanya dipasang dalam 2 unit. Kabel tersebut dikembangkan untuk pra-tegang elemen-elemen beton. Kabel itu sering dimodifikasi oleh
jangka kalau
pemasok lokal untuk memperbaiki unjuk kerja kabel tersebut sebagai elemen penguat didalam batuan.
Kabel yang fleksibel sebagai pengganti rebar atau threadbar dalam sistem penguatan batuan. Hal ini disebabkan antara lain ; variasi panjang baut, sehingga kabel dapat dipasang untuk panjang yang berbeda dari suatu terowongan yang sempit, sangat murah, daya dukung yang besar, mekanisasi panjang baut yang bervariasi menunjukkan tidak ada masalah Tabel 7. Data Teknik Dari Grouted Cable Bolt-Flexirope Kualitas steel
1770 N/mm2
Diameter kabel
28 mm
Beban batas (Yield load) kabel
500 kN
Beban ultimat (Ultimate load) kabel
500 kN
Regangan axial ultimate kabel
3%
Berat kabel
3,1 kg/m
Panjang kabel
Sesuai panjang yang dibutuhkan
Diameter lubang bor yang dianjurkan
35 mm
Tabel 8. Keuntungan dan kerugian dari baut batuan Pengikatan Mekanis Keuntungan
Kerugian
-
Tidak mahal
-
-
Merupakan sistem penguatan yang dimungkinkan kalau prosedur instalasi
baik dan tahan lama -
baut
kabel
Penggunaan
semen
kondisi batuan sebaik tahanan terhadap korosi dalam instalasi permanen.
standart
membutuhkan beberapa hari sebelum
Sistem ini memberikan pembebanan kabel mendapat pembebanan.
baut yang sangat tinggi dalam variasi
hanya
khusus digunakan.
Dapat dipasang pada berbagai ukuran -
panjang dalam daerah yang sempit
Penarikan
Gambar 14. Baut Kabel-Flexirope Perlengkapan Penunjang Pemakaian Rock Bolt Beberapa komponen penunjang yang digunakan bersama-sama dengan baut batuan adalah face plate, wire mesh, shotcrete dan rock strap pada batuan. Face Plate Sebuah face plate dirancang untuk mendistribusikan beban pada kepala baut secara merata disekitar batuan sekelilingnya. Untuk menjaga elastisitas dari sistem baut batuan, maka pemilihan face plate merupakan hal yang penting. Beberapa face plate yang biasa digunakan terlihat pada Gambar 6. Face plate dapat digunakan bila permukaan batuan halus dan rata, baut dipasang tegak lurus pada permukaan batuan. Jika dudukan hemisperical dipasang dengan mur pada Gambar 15, baut dapat dipasang tegak miring pada permukaan batuan tanpa memberikan tegangan tarikan awal yang tidak diinginkan pada batuan. Keuntungan lain dari dudukan hemisperical, mur akan menempatkan plate dengan arah terbalik. Ini akan menghasilkan tegangan yang lebih baik pada baut batuan. Sedangkan pada Face plate yang berbentuk datar hanya didukung pada beberapa titik dengan tegangan tinggi di permukaan batuan.
Gambar 15. Contoh face Plate (DSI catalog supporting) Pada tekanan yang cukup tinggi, batuan dapat hancur pada titik-titik tersebut. Tegangan dalam baut batuan akan turun. Pemasangan dari satu sampai dua mm akan mengurangi tegangan pada baut 20 – 70 %. Baut harus dikencangkan lagi. Kekurangan dan kelemahan pada face plate ini dapat dikurangi atau diperkecil oleh bel plate berbentuk segitiga atau dome, yang memiliki daerah dukung yang lebih luas. Pelat-pelat ini juga memberikan fleksibitas yang lebih besar pada sistem baut batuan. Jika baut diberi tegangan awal dan kemudian disemen penuh, tegangan dalam baut akan terjaga dan aksi kerja baut tidak tergantung lagi pada permukaan pelat. Bila digunakan baut tak tertegangkan (misalnya rebar disemen penuh), sebuah face plate sederhana dapat digunakan. Hal ini untuk memastikan adanya pengikatan permukaan yang memadai. Hal ini juga untuk mencegah pelepasan batang pada permukaan batuan pada lubang bor. Lebih jauh
face plate dapat memberikan dukungan pada
permukaan batuan jika mur telah terikat kuat pada batangnya, sehingga kedudukan face plate menjadi kuat . Beberapa grouted rockbolt dapat dipasang tanpa face plate. Mes Kawat (Wire Mesh) Dua jenis wire mesh umumnya digunakan dengan kombinasi baut batuan yaitu chailink mesh dan weld mesh. Chailink mesh kuat dan fleksibel, umumnya
digunakan pada pemukaan, untuk mencegah karyawan cedera dan kerusakan peralatan dari lepasnya serpihan batuan (Gambar 16 & 17).
Mesh (jaringan) harus ditempelkan pada batuan dengan interval 1- 1 ½ meter. Grouted pin pendek dapat dipasang diantara baut batuan. Pada spasi tersebut chailink
mesh
dapat
menahan
batuan
lepas.
Chailink
mesh
dapat
dikombinasikan dengan wire rope.
Gambar 16. Chailink Mesh dan Baut Batuan di PT. Freeport Indonesia Weld mesh terdiri dari atas kabel baja yang diatur dengan pola segi empat atau buju sangkar dan dipatri pada tiap titik perpotongannya. Weld mesh digunakan untuk memperkuat beton tembak (shotcrete) dan lebih kaku dari Chailink mesh (Gambar 17) Chailink mesh kurang cocok untuk beton tembak. Umumnya weld mesh diikatkan pada batuan dengan plate washer kedua dan mur yang ditempatkan pada baut batuan, sebagai alternatif disematkan pada batuan bersama baut pendek dan plate washer. Umumnya tipe-tipe yang dipakai adalah wire set ukuran 4,2 mm dengan interval 110 mm digunakan untuk penguatan beton tembak.
Gambar 17. Weld Mesh dan Baut Batuan di PT. Freeport Indonesia
Beton Tembak (Shotcrete) Beton tembak biasa dikombinasikan dengan baut batuan, dalam kondisi bawah tanah yang luas, khususnya dalam aplikasi rekayasa sipil bawah tanah, dalam tambang
bawah
tanah,
beton
tembak
makin
sering
digunakan
untuk
memberikan dukungan pada permukaan batuan yang terdapat diantara baut batuan. Ada dua tipe dasar pada beton tembak. Beton tembak campuran kering dimana campuran semennya kering dan air ditambahkan pada penyemprot (nozzle). Beton tembak campuran basah pada dasarnya memiliki komponen yang sama dengan campuran kering, tetapi airnya telah dicampurkan di dalam mixer. Dalam penggunaan campuran basah beberapa pemercepat harus ditambahkan pada penyemprot. Tipe yang paling sering digunakan adalah beton tembak campuran kering. Kualitas penempatan beton tembak tergantung atas bahan-bahan yang digunakan dan rancangan pencampuran (Tabel 9). Bagaimanapun hal ini berhubungan dengan metode penempatan, juga bahan, keterampilan dan keputusan diantara operator. Tabel 9. Desain campuran (Mix Design) (Sumber : After Wood, 1992). Komponen
Campuran kering (Dry Campuran mix) (Wet mix)
basah
Kg/m3
% dry Kg/m 3 Materia l
% wet Material
Semen
420
19.0
420
18.1
Silica Fume Additive
50
2.2
40
1.7
Blended Aggregate
1670
75.5
1600
68.9
Steel Fibres
60
2.7
60
2.6
Accelarator
13
0.6
13
0.6
Superplasticizer
-
-
6 Liters
0.3
Water Reducer
-
-
Air Entraining Admixture
-
-
Water
Controlled
At Nozzle
2 Liters If 180
0.1 Required 7.7
Total
2213
100
2321
100
Perbandingan berat air terhadap semen untuk beton tembak campuran kering ditempatkan pada interval 0,3 – 0,5 dan diatur oleh operator supaya sesuai dengan kondisi daerahnya. Penambahan fiber besi baja (Steel fibre) dengan panjang 25 - 28 mm dan diameter 0,4 – 0,8 mm telah ditemukan untuk memperbaiki atau meningkatkan kekerasan, daya tahan, tegangan geser dan flexural dari beton tembak, dan untuk mengurangi formasi keretakan. Fiber besi baja ditambahkan menurut spesifikasi dari pembuatnya. (Note : Mix design pada Tabel 9 berkekuatan 30 Mpa untuk dry mix dan 25 Mpa untuk wet mix serta memiliki kekuatan flexural 4 Mpa setelah 7 hari).
Gambar 18. Tipe Steel fibre yang ada di Amerika Utara (Sumber : Wood, dkk, 1993) Dalam penggunaan beton tembak, penyemprot harus dijaga tetap tegak lurus terhadap permukaan batuan jika mungkin, dan dipertahankan jaraknya tetap 1 m. Lapisan beton tembak permanen ketebalannya antara 110 – 500 mm, dimana ketebalannya ditempatkan pada sejumlah lapisan. Tali Pengikat Batuan (Rock Straps) Rock straps biasanya dibuat dengan besi baja berukuran tebal 6 mm (1/4 in) dengan lebar sekitar 110 mm (4 inchi) dan berbagai ukuran panjang. Rock straps dapat digunakan pada kondisi batuan jelek dan sering terjadi batuan
lepas pada sekitar ujung baut batuan. Untuk menghalangi terjadinya
keruntuhan jenis ini, baut batuan dapat digunakan bersama-sama dengan steel straps untuk mendukung permukaan batuan.
Gambar 19. Rock Straps dengan Baut Batuan
Gambar 20. Ilustrasi Rock Straps Rancangan Baut Batuan Beberapa aturan-aturan empirik yang telah ditetapkan oleh Hoek dan Brown (1980) untuk merancang penyangga adalah sebagai berikut: 1.
Pada prinsipnya, rancangan penyanggaan untuk penambangan
bawah tanah adalah merancang agar massa batuan tersebut dapat menyangga massanya sendiri. 2.
Panjang minimum Bolt; adalah lebih besar dari 2 kali spasi Bolt,
3 kali lebar kritis blok batuan yang tak stabil, atau untuk span < 6 m (20 ft), panjang Bolt adalah 3/2 span; span 18 – 30 m (60 – 110 ft), panjang bolt adalah 5/4 span. 3.
Spasi maksimum Bolt; adalah 3/2 panjang Bolt, atau 1-3/2
lebar kritis blok batuan yang tak stabil, atau jika lebih besar dari 2 m maka akan membuat kesulitan pemasangan chainlink atau weld mesh 4.
Spasi minimum Bolt; adalah 0.9 m (3 ft).
Rumus Perhitungan Spesifikasi Teknis Pemakaian Rock Bolt Rock Bolting Mekanis (Steel Rod)
1.
Tinggi beban batuan (Hp) (Rock Load, Terzaghi 1946)
Gambar 21. Konsep beban batuan terowongan oleh Terzaghi (1946) Untuk menghitung tinggi beban batuan (Hp) maka terzaghi merumuskan beberapa ketetapan yang dapat dilihat pada Table 10. Tabel 10. Klasifikasi Rock Load Terzaghi Rock Condition
RQD
Rock load Hp (ft) Zero 0-0.5 B
Remarks
3. Massive, moderatelly 85-95 jointed
0-0.25 B
Same as Terzaghi (1946)
4. Moderatelly blocky and 75-85 seamy
0.25 B – 0.20 B (B+Ht)
1. Hard and intact 2. Hard stratified Schistose
5. Very Seamy
blocky
95-100 or 90-99
and 30-75
Same as Terzaghi (1946) Same as Terzaghi (1946)
0.2 B (B+Ht)
–
0.6
0.6 B (B+Ht)
–
1.1
1.1 B (B+Ht)
–
1.4
B Types 4,5 and 6 reduced by about 50 % from Terzaghi B values because water table has little effect on rock load (Terzaghi,1946;vBrekke, B 1968)
rock, NAc
1.1 B (B+Ht)
–
2.1
B Same as Terzaghi (1946)
8. Squeezing rock, great NAc depth
2.1 B (B+Ht)
–
4.5
B Same as Terzaghi (1946)
9. Swelling rock
Up to 250 irrespective value of (B+Ht)
6. Completely crushed 3-30 but chemically intact 6a. Sand and gravel 0-3 7. Squeezing moderate depth
NAc
ft Same as Terzaghi (1946) of
2.
Panjang Bolt (asumsi bahwa Bolt anchor berada dalam daerah
tertekan) - Lb Lb = Hp /2 3.
Kapasitas Bolt - Cb
Cb = Ly atau Lf (Note : Pilih yang lebih kecil) Keterangan : Ly = yield load besi (lihat Tabel 11) Lf = anchorage failure load (lihat Tabel 12) Tabel 11. Esitmasi Anchorage Failure Loads dari Bolt Mekanis RMR
Lf (ton)
meter
110
14
12.7
90
12
11.9
80
11
11
70
11
9.1
60
9
8.2
50
8
7.3
40
7
6.4
30
6
5.5
20
5
4.6
Tabel 12. Karakterisitik Bolt; Steel-Rods (Sumber : after Gerdeen et all,1977) diameter (mm)
yield load besi
Beban muat puncak
(Ly) Inch
mm
Ton
tonnes
Ton
tonnes
Steel Rod; Grade 40 5/8”
16
6.2
5.6
11.8
9.8
¾”
19
8.8
8
15.4
14
7/8”
22
12
11.9
21
19.1
1.0”
25
15.8
14.4
27.6
25.1
1 1/8”
29
20
18.2
35
38.8
1 3/8”
35
31.2
28.4
54
49.1
5/8”
16
9.3
8.5
13.9
12.6
¾”
19
13.2
12
19.8
18
Grade 60
7/8”
22
18
16.4
27
24.5
1.0”
25
23.7
21.5
35.5
32.3
1 1/8”
29
30
27.3
45
40.9
1 3/8”
33
46.8
42.5
70
63.6
4. Bolt - Sb
Spasi Sb = Cb/SF2 .γ.Hp
Keterangan: ϒ = Densitas batuan (Ton/m3) Hp = Tinngi beban batuan (meter) Cb = Kapasitas bolt (Ton) SF = Faktor keselamatan Rock Bolting Kimiawi (Resin) 1.
Panjang resin - Lr
Lr= √(γB2 Hp/2σh) atau Jika tidak diketahui σh Lr = √(B2 Hp/300) dimana σh adalah tegangan horizontal di atap dan γ adalah bobot batuan. Batas minimal tegangan lateral untuk di atap adalah 1.15 MPa (167 psi) untuk kedalaman 150 m (500 ft). Note : Dan jika Post tidak dipergunakan sebagai penyangga tambahan, maka panjang penyangga Resin (Lr) = panjang Bolt (Lb); merupakan panjang minimal penyangga resin. 2.
Kapasitas Resin - Cb
Cb = Ly atau Lf (Note : Pilih yang lebih kecil) dimana: Lf = Lr x 12/ BF Nilai Bond Factor (BF) dapat dilihat Tabel 13. berikut ini Tabel 13. Rekomendasi Data Untuk Anchorage UCS (MPa) Bond Factor (BF) cm/t (inch/ton) 3.5-7 Mudstone Siltstone 11-50 Coal Shale 25-70 Sandstone Limestone
3.75 3 2.5 2.5 2 1.67 1.88 1.5 1.25
11.48 8.38 6.99 6.99 5.59 4.67 5.25 4.19 3.49
Kebutuhan Diameter Bolt Hole mm (inch) (inch) 0.75 19 1 1 25 1.25 1.25 32 1.5 0.75 19 1 1 25 1.25 1.25 32 1.5 0.75 19 1 1 25 1.25 1.25 32 1.5
mm 25 32 38 25 32 25 32 38
3.
Spasi bolt resin sama seperti pada bolt mekanis - Sb
Sb = Cb/SF2 .γ.Hp Keterangan : ϒ = Densitas batuan (Ton/m3) Hp = Tinngi beban batuan (meter) Cb = Kapasitas bolt (Ton) SF = Faktor keselamatan Data-data teknis yang diperlukan untuk merancang penyanggaan dengan baut batuan adalah : 1.
Diameter baut
Ditentukan berdasarkan tegangan leleh dari material baut dan yield load dari baja. Tegangan leleh dan yield load baja dapat dilihat pada tabel 12 d2= Rn/0,785 σ Keterangan : d = diameter baut batuan (mm) R = yield load dari baja (ton) σ = tegangan leleh baja (kg/cm²) n = faktor keamanan (2-4) 2.
Panjang Baut
Panjang baut lebih besar dari tinggi beban yang harus disangga atau ditambah 0,5. l = Hp + 0,5 Keterangan : l
= panjang baut
(m) Hp
= tinggi beban
(m) 3. Antar Set
Jarak
Baut C = 2/9 L
Dengan L = lebar penggalian 4.
Jumlah Baut m ≥ L.Hp.ϒ.n / 0,785.σ.d2
Keterangan : m
=
jumlah baut Hp = tinggi beban (m) σ
= tegangan izin (tegangan dasar) baja (ton/m²) γ
=
density batuan (ton/m3) d
= diameter bolt
5.
Spasi Baut
Ditentukan dengan persamaan dari Unal. Sb = Cb/SF2 .γ.Hp Keterangan: ϒ = Densitas batuan (Ton/m3) Hp = Tinngi beban batuan (meter) Cb = Kapasitas bolt (diambil dari yield load baja - Ton) SF = Faktor keselamatan Spasi baut sangat tergantung pada kondisi batuannya. Semakin buruk massa batuannnya maka semakin rapat spasi bautnya. 6.
Tegangan Maksimum Baut Batuan
Beban maksimum baut yang dapat disangga oleh baut batuan. Hal ini tergantung pada tegangan izin dan diameter baut yang digunakan. Rmax = (π/4).σ.d2 Keterangan : Rmax = Tegangan maksimum baut batuan 7.
Tegangan Baut (Bolt Tension)
Tegangan baut (bolt tension) merupakan beban yang bekerja pada baut batuan yang dapat dicari dengan persamaan : T = ϒDA Keterangan : T = Tegangan baut D = Tinggi daerah potensial tidak stabil A = Daerah penguatan Teknik Pemasangan Grouted Cable Bolt-Flexirope Pemasangan baut batuan dan baut kabel harus diorganisasikan dengan suatu prinsip bahwa pemasangan tersebut adalah satu bagian yang terintegrasi dalam siklus penggalian dan memberikan penyanggaan sementara kepada batuan. Semenjak banyak jenis baut batuan dapat digunakan dalam suatu sistem penyanggaan
permanen,
adalah
penting
mempertimbangkan
sistem
penyanggaan sementara sebagai bagian dari, pemasangan tambahan, sistem penyanggaan jangka panjang yang akan datang. Pada umumnya pemasangan baut batuan dan baut kabel adalah pekerjaan yang mudah. Disamping pemasangan manual, saat ini, pemasangan mekanis yang menggunakan alat pemasang baut batuan dan baut kabel mekanis telah dikenal. Alat ini mampu melakukan pemasangan baut batuan
yang lengkap. Disamping itu faktor keamanan dan keselamatan kerja relatif lebih terjamin daripada pemasangan manual. Teknik pemasangan baut batuan dan baut kabel tergantung pada jenis baut batuan yang akan dipasang. Teknik pemasangan ini harus selalu disesuaikan dengan batasan dan kondisi tempat pemasangan. Sebelum pemasangan baut batuan/baut kabel, kegiatan “scaling” harus terlebih dahulu dilakukan. Untuk mencegah kecelakaan karyawan karena kejatuhan blok batuan. Baut kabel dengan panjang kurang dari 6 m dapat menggantikan baut batuan “rebar” atau batang ulir (threaded bar) didalam sistem penguatan batuan. Prosedur pemasangan untuk baut kabel ini sama dengan prosedur pemasangan baut kabel dengan pengikatan mekanis, kecuali pemakaian resin yang jarang dipakai untuk baut kabel ini. Waktu pemasangan untuk baut kabel dengan panjang 2 m pada umumnya adalah 110 detik. Untuk baut kabel yang panjangnya lebih dari 6 m, semen selalu digunakan sebagai zat pengikat. Prosedur pemasangannya untuk lubang horizontal atau lubang bor ke arah bawah atau kemiringan yang kecil sebagai berikut : Selang semen dimasukkan dalam lobang bor bersama-sama dengan baut kabel dan setelah lubang bor terisi, selang ini ditarik kembali. Kabel ditekan masuk ke lubang
bor
sampai
mencapai
dasar
lubang
bor.
Untuk
memperlancar
pemasangan baut kabel yang panjang, suatu “pointer” yang dibuat dari besi baja atau plastik diikatkan pada ujung baut kabel. Perbandingan air/semen adalah 0,4 dan waktu pemasangan satu baut kabel dengan panjang 20 m (tidak termasuk waktu pemboran dan waktu “curing”) dengan bantuan suatu alat pemasang kabel, pada umumnya adalah 30 menit. Klasifikasi Massa Batuan Sistem Rock Mass Rating (RMR) Klasifikasi massa batuan menggunakan sistem Rock Mass Rating (RMR) merupakan klasifikasi geomekanika yang dikembangkan oleh Bieniawski pada tahun 1974. Klasifikasi massa batuan ini memiliki 6 (enam) parameter yang digunakan untuk mengklasifikasi massa batuan. Keenam parameter tersebut adalah Uniaxial Compressive Strength (UCS), rock quality designation, spasi bidang diskontinyu, kondisi bidang diskontinyu, kondisi air tanah serta orientasi/arah bidang diskontinyu. Alasan penggunaan dari keenam parameter tersebut dikarenakan parameter tersebut dapat diperoleh dari lubang bor, penyelidikan di lapangan baik di permukaan maupun di bawah tanah. (Brady dan Brown, 1985 : 77-78).
Uniaxial Compressive Strength (UCS) Uniaxial Compressive Strength (UCS) adalah kekuatan dari batuan utuh (intact rock) yang diperoleh dari hasil uji UCS. Uji UCS menggunakan mesin tekan untuk menekan sampel batuan dari satu arah (uniaxial). Nilai UCS merupakan besar tekanan yang harus diberikan sehingga membuat batuan pecah. Sedangkan point load index merupakan kekuatan batuan batuan lainnya yang didapatkan dari uji point load. Jika UCS memberikan tekanan pada permukaan sampel, pada uji point load, sampel ditekan pada satu titik. Untuk sampel dengan ukuran 50 mm, Bieniawski (1989) mengusulkan hubungan antara nilai point load strength index (Is) dengan UCS adalah UCS = 23 Is. Pada umumnya satuan yang dipakai untuk UCS adalah MPa (Bieniawski, Z.T., 1989). Rock Quality Designation (RQD) Rock Quality Designation dikembangkan oleh Deere (1989) untuk memberikan analisis kuantitatif terhadap kualitas masa batuan berdasarkan perolehan hasil inti pemboran. Rock Quality Designation (RQD) merupakan persentase massa batuan utuh yang didapat dari hasil inti pengeboran. RQD dapat diperoleh dengan membandingkan jumlah inti bor yang memiliki panjang lebih dari 10 cm dengan kedalaman lubang bor (core run) (Bieniawski, Z.T., 1989). Adapun prosedur pengukuran dan perhitungan RQD (Deere, 1989) dilihat pada Gambar 22. dibawah ini.
Keterangan : L = panjang dari bagian core (cm)
Gambar 22. Prosedur Pengukuran dan Perhitungan RQD, Deere (1989) (Sumber : Bieniawski, Z.T., 1989)
Walaupun RQD adalah indeks yang sederhana, tetapi parameter tersebut tidak cukup untuk melakukan deskripsi yang baik dari suatu massa batuan tersebut. Hal ini dikarenakan parameter tersebut tidak memperhatikan orientasi kekar, keketatan (tightness), dan material pengisi. Oleh karena itu, Priest dan Hudson (1976) mengusulkan agar RQD dapat pula ditentukan berdasarkan frekuensi kekar jika tidak adanya bor inti dengan menggunakan persamaan sebagai berikut : RQD = 100 e-0,1λ(0,1λ+1) Dimana, λ adalah frekuensi diskontinyu per meter. Palmstrom (1982) mengusulkan jika suatu inti tidak tersedia, maka nilai dari RQD dapat diperkirakan dari jumlah kekar-kekar (joints) per satuan volume, dimana jumlah kekar per meter untuk tiap kekar akan ditambahkan. Adapun perumusan konversi untuk massa batuan yang bebas lempung adalah sebagai berikut : RQD = 115 - 3.3 Jv Dimana, Jv adalah jumlah total kekar per m3. Hubungan antara indeks RQD dan kualitas dari batuan (Deere, 1989) dapat dilihat pada Tabel 13. dibawah ini. Tabel 14. Hubungan RQD dan Kualitas RQD (%)
Klasifikasi Batuan
< 25
Sangat Jelek (Very Poor)
25 – 50
Jelek (Poor)
50 – 75
Sedang (Fair)
75 – 90
Baik (Good)
90 – 100
Sangat Baik (Excellent)
(Sumber : Bieniawski, Z.T., 1989) Spasi Bidang Diskontinyu Spasi bidang diskontinyu didefinisikan sebagai jarak antarbidang yang diukur secara tegak lurus dengan bidang diskontinyu yang mempunyai kesamaan arah yang berurutan sepanjang garis pengukuran yang dibuat sembarang. Jarak diskontinyu ini dapat menentukan ukuran blok batuan utuh yang terbentuk, tingkat kekuatan kohesi massa batuan, model runtuhan massa batuan, dan mempengaruhi permeabilitas, serta karakter rembesan (Bieniawski, Z.T., 1989). Kondisi Bidang Diskontinyu Menurut Bieniawski (1989), kondisi bidang diskontinyu merupakan parameter
yang sangat kompleks dan terdiri dari sub-sub parameter yakni
kemenerusan
bidang
diskontinyu
(persistence),
lebar
rekahan
bidang
diskontinyu (aperture), kekasaran permukaan bidang diskontinyu (roughness), material pengisi bidang diskontinyu, dan tingkat pelapukan permukaan bidang diskontinyu (weathered) seperti yang terlihat pada Gambar 23 dibawah ini.
Gambar 23. Kondisi Bidang Diskontinyu (Sumber : Bieniawski, Z.T., 1989) Kemenerusan Bidang Diskontinyu. Panjang dari suatu kekar dapat dikuantifikasi secara kasar dengan mengamati panjang jejak kekar pada suatu bukaan. Pengukuran ini masih sangat kasar dan
belum
mencerminkan
kondisi
kemenerusan
kekar
sesungguhnya.
Seringkali panjang jejak kekar pada suatu bukaan lebih kecil dari panjang kekar sesungguhnya, sehingga kemenerusan yang sesungguhnya hanya dapat ditebak. Jika jejak sebuah kekar pada suatu bukaan berhenti atau terpotong kekar lain atau terpotong oleh solid/massive rock, ini menunjukkan adanya kemenerusan (Bieniawski, Z.T., 1989). Lebar Rekahan Bidang Diskontinyu. Merupakan jarak tegak lurus antar dinding batuan yang berdekatan pada bidang diskontinyu. Kekasaran Permukaan Bidang Diskontinyu. Kekasaran permukaan bidang diskontinyu merupakan parameter yang penting untuk menentukan kondisi bidang diskontinyu. Suatu permukaan yang kasar akan dapat mencegah terjadinya pergeseran antara kedua permukaan bidang diskontinyu. Tingkat kekasaran permukaan kekar dapat dilihat dari bentuk gelombang permukaannya. Gelombang ini diukur relatif dari permukaan datar dari kekar. Semakin besar kekasaran dapat menambah kuat geser kekar dan dapat juga mengubah kemiringan pada bagian tertentu dari kekar tersebut
(Bieniawski, Z.T., 1989).
Tingkat Pelapukan. Tingkat pelapukan menunjukkan derajat kelapukan permukaan diskontinyu. Penentuan tingkat kelapukan kekar didasarkan pada perubahan warna pada batuannya dan terdekomposisinya batuan atau tidak. Material Pengisi Bidang Diskontinyu. Material pengisi berada pada celah antara dua dinding bidang kekar yang berdekatan. Sifat material pengisi biasanya lebih lemah dari sifat batuan induknya. Beberapa material yang dapat mengisi celah diantaranya breccia, clay, silt, mylonite, gouge, sand, quartz dan calcite (Bieniawski, Z.T., 1989). Menurut Bieniawski (1989), berdasarkan kelima sub parameter yang dijelaskan diatas, terdapat parameter nilai yang digunakan untuk kondisi bidang diskontinyu yang tercantum pada Tabel 14. dibawah ini. Tabel 15. Petunjuk Klasifikasi Kondisi Bidang Diskontinyu Rating
Parameter 20 m
Panjang
6
4
2
1
0
Kemenerusan
Sangat
Pendek
Sedang
Tinggi
Pendek
Bukaan / rekahan
0
< 0,1 mm
6
5
Tidak ada Kekasaran
6
permukaan joint Sangat kasar
Isian
Sangat rapat 5 Kasar
0,1 – 1
Sangat tinggi
1 – 5 mm
>5 mm
4
1
0
Sedang
Lebar
4
1
0
Halus
Licin
mm
Agak kasar
Sangat lebar
0
< 5 mm
>5 mm
< 5 mm
>5 mm
6
5
4
1
0
Tidak ada
Keras
Keras
Lunak
Lunak
Sedang
Tinggi
Terurai
5
1
0
Tidak lapuk Agak lapuk Pelapukan 6 (Sumber : Bieniawski, Z.T., 1989)
5
Kondisi Air Tanah Menurut Erick Alan Deratama (2015), kondisi air tanah (groundwater conditions) yang ditemukan pada pengukuran kekar dapat diidentifikasikan sebagai salah satu kondisi dibawah ini yaitu : a.
Inflow per 10 m tunnel length : merupakan banyaknya aliran air
yang teramati di setiap 10 m panjang terowongan. Semakin banyak aliran air mengalir maka nilai yang dihasilkan untuk RMR akan semakin kecil. b.
Joint Water Pressure : semakin besar nilai tekanan air yang
terjebak dalam kekar (bidang diskontinyu) maka nilai yang dihasilkan untuk RMR akan semakin kecil. c.
General condition : mengamati atap dan dinding terowongan
secara visual sehingga secara umum dapat dinyatakan dengan keadaaan umum dari permukaan seperti kering, lembab, basah, menetes ataupun mengalir. Selain itu, penentuan mengenai kondisi air tanah dapat dilakukan dengan cara mengamati atap dan dinding terowongan secara visual dan meraba permukaan rekahan. Kemudian kondisi air tanah dapat dinyatakan secara umum pada Tabel 15 yaitu kering (dry), lembab (damp), basah (wet), menetes (dripping), dan mengalir (flowing) (Goodman R, Taylor R dan Brekke T, 1968). Tabel 16. Kondisi Air Tanah Kekar Tidak Terisi
Kekar Terisi
Kekar
Aliran
Pengisi
Aliran
Kering
Kering
Tidak ada
Kering
Tidak ada
Lembab
Pengotor
Tidak ada
Lembab
Tidak ada
Basah
Lembab
Tidak ada
Basah
Menetes
Basah
Mengalir
Basah
Deskripsi
KadangKadang Menerus
Beberapa menetes
Tergerus
Menetes
Tercuci
Menerus
(Sumber : Goodman R, Taylor R dan Brekke T, 1968) Orientasi Bidang Diskontinyu Parameter ini merupakan penambahan terhadap kelima parameter sebelumnya. Bobot yang diberikan untuk parameter ini sangat tergantung pada hubungan antara orientasi kekar-kekar yang ada dengan metode penggalian yang dilakukan (Deratama, Erick Alan, 2015).
Penentuan Klasifikasi Geomekanika RMR Menurut Bieniawski (1989), terdapat 4 (empat) langkah yang digunakan dalam penentuan klasifikasi geomekanika menggunakan sistem RMR yaitu : 1.
Langkah pertama
adalah
dengan
menghitung
rating total
dari lima parameter yang terdapat di dalam Tabel 16 sesuai dengan kondisi lapangan yang sebenarnya. 2.
Langkah kedua adalah menilai kedudukan sumbu terowongan
terhadap jurus (strike) dan kemiringan (dip) pada bidang diskontinyu (Tabel 17). 3.
Setelah menentukan kedudukan sumbu terowongan terhadap
jurus dan kemiringan bidang diskontinyu, maka rating dapat ditetapkan berdasarkan Tabel 18. Langkah ini disebut sebagai penyesuaian rating. 4.
Langkah
keempat
adalah
menjumlahkan
rating
yang
telah
didapatkan dari langkah pertama dengan rating yang telah didapatkan dari langkah ketiga sehingga akan didapatkan rating total sesudah penyesuaian. Dari rating total ini maka akan dapat diketahui kelas dari massa batuan berdasarkan Tabel 19. Tabel 17. Parameter Klasifikasi RQD dan Parameter Bobotnya Parameter
Selang nilai Untuk
Kekuat
Indeks
an
kekuatan
batuan
Point Load (MPa)
nilai >10
4 – 10
2–4
1-2
kecil dipakai
1 Kuat tekan
Utuh
uniaksial (MPa) Pembobotan RQD (%) 2 Pembobotan Spasi rekahan 3 Pembobotan 4Kondisi rekahan
yang
>250
15 90 – 100 20
100 –
50 –
250
100
12
7
4
75 – 9050 – 7525 - 50 17
0,2 – >2 m0,6 – 2 m 0,6 20 15 Permuk
25 - 50
Agak
UCS 5 < - 1 2 1 5 5 2
1 < 25
13
8
3
60 – 200 < 60 mm mm 108 AgakSlickensi
5 Gauge
0
aan
kasar
kasar
de 5
kasar
gan < 1
nggan
renggang
mm,
tidak
mm,
125
n (L/min) Air 5 tanah air kekar 0 tegangan
Tekanan < 0,1
utama Keadaan Kering umum Pembobotan
15
0,1 0,2
0,2 – 0,5
>0,5
Lembab
Basah
Menetes
Mengalir
10
7
4
0
(Sumber : Bieniawski, Z.T., 1989) Tabel 18. Efek Orientasi Jurus dan Kemiringan Diskontinyu Jurus tegak lurus terhadap sumbu terowongan Searah dengan dip Dip 45 - 90° Sangat menguntungkan
Berlawanan dengan dip Dip 20 - 45°
Dip 45 - 90°
Menguntungkan
Sedang
Jurus sejajar terhadap sumbu terowongan
Dip 20 - 45° Tidak menguntungkan Irrespective Strike
Dip 20 – 45°
Dip 45 - 90°
Dip 0 - 20°
of
Sedang
Sangat tidak Menguntungkan
(Sumber : Bieniawski, Z.T., 1989)
Fair
Tabel 19. Penyesuaian Rating untuk Orientasi Bidang Diskontinyu Orientasi
Sangat
strike dan dip
mengunt-
dari kekar
Ngkan
B Terowongan
0
-2
o bSipil
0 0
Tidak
Sangat
mengun-
menguntung-
Ungkan
kan
-5
-10
-12
-2
-7
-15
-25
-5
-25
-50
-60
Mengunt-
Cukup
ngkan
tidak
o t
Lereng
(Sumber : Bieniawski, Z.T., 1989) Tabel 20. Kelas Massa Batuan yang Ditentukan dari Rating Total Bobot
100 – 81
80 - 61
60 – 41
40 - 21
< 20
Kelas
I
II
III
IV
V
Deskripsi
Sangat baik
Baik
Cukup
Jelek
Sangat jelek
(Sumber : Bieniawski, Z.T., 1989) Selain itu, Bieniawski (1989) juga mengklasifikasikan rekomendasi penyanggaan berdasarkan sistem RMR yang telah didapatkan untuk setiap ekskavasi bukaan yang terdapat pada Tabel 20. dibawah ini. Tabel 21. Panduan Rekomendasi Penyanggan Berdasarkan Sistem RMR Kelas
Penyanggaan Penggalian
Massa Batuan
Rockbolt
Shotcrete
Steel sets
Batuan sangat
Full face, kemajuan 3Umumnya,
baik (I)
m
RMR : 81
tidak
diperlukan
penyanggaan
kecuali spot bolting
– 100 Secara lokal, Full face, kemajuan 1bolt
Batuan baik RMR : 61 – 80
(II)
di
atap
– 1,5 m, penyangga panjang 3 m, lengkap 20 m darispasi muka
2,5
dengan tambahan wire mesh
m,
50 mm di atap di tempat yang dibutuhkan
Tidak perlu
Batuan
Top heading and
Sistematik
50 – 100 mm
sedang
bench, kemajuan
bolt panjang
di atap dan
Tidak perlu
(III)
1,5 – 3 m di top 4 m, spasi
RMR : 41
heading,
– 60
dipasang
30
mm
di
penyangga1,5 – 2 m di dinding setiapatap
setelah
dan
peledakan,dinding
penyangga
lengkapdengan
10 m dari
wire
mesh di atap
muka Top
heading
and Sistematik bolt
bench, kemajuan 1 –
Batuan buruk
1,5
m
di
(IV)heading,
RMR : 21
pemasangan
– 40
penyangga
Rangka ringan
panjang 4 – 5
top m,
sampai sedang 100 – 150
spasi 1 – 1,5 mmm di
atap
spasi 1,5 m di ataptempat yang
di
dandan 100 mm didiperlukan
dengandinding
penggalian, 10 m
dengan wire
dari muka
mesh
dinding
Drift berganda dengan kemajuan
Sistematik
0,5 – 1,5 m di top
bolt panjang
Batuan
heading,
5 - 6 m,
sangat
pemasangan
spasi 1 – 1,5
buruk (V)
penyangga seiring
m di atap
RMR :
400
300 – 400
200 - 300
100 – 200
< 100
>45
35 – 45
25 – 35
15 – 25
< 15
Sudut geser dalam dari masa batuan (deg) (Sumber : Bieniawski, Z.T., 1989)
Gambar 25. Hubungan antara stand-up time dengan lebar span RMR
(Sumber : Bieniawski, Z.T., 1989)
Tinggi Runtuh dan Beban Keseluruhan Menurut Bieniawski (1989), dalam melakukan analisis runtuhan, tinggi runtuhan dan besarnya beban runtuhan merupakan komponen yang sangat penting untuk diketahui dalam merekomendasikan penguatan. Menurut klasifikasi geomekanika sistem RMR, tinggi runtuh (ht) dan beban runtuh (PRMR) yang akan diterima penyangga dapat dirumuskan seperti yang tercantum pada Tabel 22 dibawah ini. Tabel 23. Rumus Tinggi dan Besar Beban Runtuh No
Rekomendasi
Rumus
Keterangan ht = tinggi beban (m) RMR
1
Tinggi
beban
runtuh
= Rock Mass Rating ht = ((100 – RMR)/100) x B
B = lebar terowongan (m)
P 2
Beban runtuh
P = ht x γ
=
beban
runtuh
densitas
batuan
(ton/m2) γ
=
(ton/m3) (Sumber : Bieniawski, Z.T., 1989)
III.
METODE PENELITIAN Tempat dan Waktu
Tempat Penelitian Tugas Akhir ini akan dilaksanakan di PT Freeport Indonesia, Tembagapura, Papua, dengan waktu penelitian tugas akhir ini akan dilakukan selama kurang lebih 3 bulan yang dilaksanakan pada bulan Juni sampai dengan bulan Agustus 2020. Tabel 24. Rencana Pelaksanaan Tugas Akhir Juni No
Kegiatan
Juli
Agustus
Minggu
Mingg
Minggu Ke
Ke
u Ke
1
2 3 4 1 2 3
Keterangan
4 1 2 3 4 Mempelajari
1
Studi Literatur
yang
teori-teori
berkaitan
dengan
proses pengambilan data
Pengambilan data pada parameter 2
Pengambilan Data
klasifikasi
massa
batuan
menggunakan
sistem
RMR,
aktual
keadaan
pemasangan
Grouted
Cable Bolt-Flexirope Pengolahan
data
klasifikasi massa batuan 3
Pengolahan Data
menggunakan RMR,
analisis
aktual
sistem keadaan
pemasangan
Grouted Cable Bolt-Flexirope 4
Pembuatan Laporan
Penyusunan laporan (skripsi) hasil penelitian
51
52
Bahan dan Peralatan Peralatan yang digunakan pada saat melakukan tugas akhir sebagai berikut : 1.
Software
Phase
2,
digunakan
untuk
membuat
permodelan
rekomendasi sistem penyanggaan. 2.
Software Microsoft Exel, digunakan untuk pengolahan data.
3.
Kamera, digunakan untuk mengumpulkan dokumentasi sebagai
data pendukung. 4.
Perangkat keras seperti laptop, digunakan untuk membantu
pengolahan data. 5.
Kompas Geologi, digunakan untuk mengukur arah orientasi
bidang diskontinuitas. 6.
Palu Geologi, digunakan untuk mengambil sampel batuan.
7.
Meteran,
digunakan
untuk
mengukur
data-data
yang
ada
dilapangan berupa panjang kekar, lebar bukaan rekahan, dan lain-lain. 8. scanline.
Clipboard,
9. Kalkulator, dilapangan. 10.
digunakan
untuk
digunakan
untuk
membantu pengolahan
dalam
pengukuran
perhitungan
Alat tulis, digunakan untuk mencatat semua data yang
data telah
didapatkan. 11.
Helm safety, safety shoes, sarung tangan, safety glasses, dan
masker yang digunakan untuk melindungi dari bahaya. Metode Penelitian Studi literatur Studi literatur dilakukan untuk memperoleh dan mengumpulkan informasi umum mengenai klasifikasi massa batuan menggunakan sistem RMR, analisis pemasangan Grouted Cable Bolt-Flexirope dengan merujuk pada beberapa buku, penelitian tugas akhir serta jurnal. Pengumpulan Data Kegiatan pengumpulan data dilakukan sebelum dan saat penelitian. Data yang dibutuhkan berupa data yang berkaitan dengan penelitian tugas akhir seperti klasifikasi massa batuan menggunakan sistem RMR serta analisis pemasangan Grouted Cable Bolt Flexirope, yang mana terdapat dua data yang diambil oleh penulis, yaitu: Data Primer. Data primer merupakan data yang penulis dapat langsung dari observasi dilapangan dengan bimbingan pembimbing lapangan beserta karyawan yang
53
terkait. Data primer yang dikumpulkan yaitu :
1.
Data klasifikasi massa batuan menggunakan sistem RMR yang
terdiri dari nilai kuat tekan uniaksial batuan, Rock Quality Designation (RQD), spasi bidang diskontinyu, kondisi bidang diskontinyu, kondisi air tanah, serta orientasi bidang diskontinyu yang dilakukan dengan cara sebagai berikut : a.
Nilai
kuat
tekan
uniaksial
batuan
didapatkan
dari
perusahaan berupa data sifat mekanik batuan. b.
Rock
Quality
Designation
(RQD)
didapatkan
dengan
pengukuran langsung dilapangan menggunakan metode scanline. Parameter yang diukur berupa data panjang scanline dan data banyak kekar pada lokasi penelitian. c.
Spasi bidang diskontinyu didapatkan dengan pengukuran
langsung dilapangan dengan cara melakukan pengukuran jarak dua bidang kekar tegak lurus yang terdekat. d.
Kondisi bidang diskontinyu didapatkan dari pengukuran
secara langsung dilapangan berupa panjang kemenerusan/rekahan, lebar bukaan kekar, kekasaran permukaan kekar, material pengisi antar kekar dan tingkat pelapukan. e.
Kondisi air tanah didapatkan dengan pengamatan secara
langsung dilapangan. f.
Setelah diketahui semua data pada parameter klasifikasi
massa batuan tersebut, maka dapat ditentukan nilai RMR pada batuan tersebut berdasarkan bobot nilai yang didapatkan. 2.
Data
stand-up
time
yang
ditentukan
untuk
mengetahui
seberapa lama waktu yang dibutuhkan suatu lubang bukaan dapat tetap stabil tanpa penyangga. Data ini didapatkan dengan cara yaitu : a.
Diketahui
nilai
dimensi
terowongan
berupa
lebar
terowongan yang didapatkan dari data perusahaan. b.
Memplot nilai RMR yang telah didapatkan dengan data lebar
terowongan menggunakan grafik nilai stand-up time. 3.
Data nilai tinggi runtuh dan beban runtuh batuan ditentukan
untuk mengetahui analisis runtuhan batuan dalam merekomendasikan sistem penyanggaan. Data ini didapatkan dengan melakukan perhitungan rumus yang terdapat pada Tabel 22. 4.
Data
aktual
pemasangan
Grouted
Cable
Bolt-Flexirope
didapatkan dengan pengukuran langsung dilapangan berupa ukuran dan
jumlah Grouted Cable Bolt-Flexirope yang digunakan di setiap meter pada lubang bukaan tambang bawah tanah. Data Sekunder. Data Sekunder merupakan data pendukung dari data primer ataupun data yang telah tersedia yang dapat digunakan sebagai acuan untuk menguatkan data primer yang didapatkan. Data sekunder yang dikumpulkan yaitu sebagai berikut : 1.
Data dimensi terowongan didapatkan dari dokumen resmi
perusahaan untuk mengetahui ukuran dari terowongan tersebut berupa data lebar bukaan terowongan, tinggi terowongan, dan kemajuan terowongan. 2.
Data sifat fisik dan mekanik batuan didapatkan dari dokumen
resmi perusahaan untuk membantu dalam mengetahui karakteristik batuan yang ada di perusahaan. 3.
Data properties Grouted Cable Bolt-Flexirope didapatkan dari
dokumen resmi perusahaan yang berfungsi untuk mengetahui spesifikasi dari penggunaan sistem penyangga berupa Grouted Cable Bolt-Flexirope.. Pengolahan dan analisis data Setelah data dikumpulkan, selanjutnya adalah data diolah sehingga informasi yang tersaji lebih mudah diinterpretasikan dan dianalisis lebih lanjut dengan menggunakan perangkat lunak simulasi tambang yakni sebagai berikut: Klasifikasi Massa Batuan Menggunakan Sistem RMR. Klasifikasi massa batuan menggunakan sistem RMR untuk mengetahui nilai RMR batuan yang akan menjadi dasar pemilihan sistem penyanggaan, mengetahui nilai stand-up time, mengetahui nilai tinggi runtuh dan beban runtuh batuan, jumlah Grouted Cable Bolt-Flexirope yang digunakan. Keadaan Aktual Pemasangan Splitset. Keadaan aktual pemasangan Grouted Cable Bolt-Flexirope yang digunakan dimaksudkan untuk mengetahui ukuran dan jumlah splitset yang digunakan di setiap meter pada lubang bukaan tambang bawah tanah. Dimana data ini akan dikombinasikan dengan data properties Grouted Cable Bolt- Flexirope sehingga akan dapat dihasilkan analisis pemasangan splitset aktual dilapangan dan analisis pemasangan Grouted Cable Bolt-Flexirope berdasarkan kebutuhan dilapangan, yang kemudian keduanya akan dibandingkan dan diinterpretasikan menggunakan Software phase 2.
Dipagram Alir Proses Penelitian Kajian Teknis Sistem Penyanggaan Menggunakan Splitset dan Shotcrete Pada Terowongan Tambang Bawah Tanah Grasberg Block Cave (GBC) PT Freeport Indonesia
Studi literatur Pengambilan data
Data primer : 1. Klasifikasi massa batuan menggunakan sistem RMR 2. Stand-up time 3. Nilai tinggi runtuh dan beban runtuh batuan
Data sekunder : Dimensi 1. terowongan Sifat fisik dan 2. mekanik batuan Data properties 3.
Keadaan aktual pemasanga 4.
Kondisi dan kelas massa batuan berdasarkan sistem RMR
Analisis pemasangan berdasarkan keadaan aktual dilapangan
Analisis rekomendasi pemasangan berdasarkan kebutuhan Didesain Software phase 2
Permodelan sistem penyanggaan menggunakan berdasarkan keadaan aktual dan rekomendasi
Dibandingkan dan dievaluasi
Kesimpulan dan saran
Gambar 26. Diagram Alir Proses Penelitian
DAFTAR PUSTAKA Alfathoni, F., Syamsul, K., Fuad, R.S. 2017. Evaluasi Teknis Sistem Penyanggaan Menggunakan Metode Rock Mass Rating (RMR) System Pada Development Area (CKN_DC) Tambang Emas Bawah Tanah PT Cibaliung Sumber Daya, 1(2), 1-10. Anggara, Rochsyid. 2017. Sistem Penambangan Bawah Tanah Edisi II. Kementerian Energi dan Sumber Daya Mineral : Balai Pendidikan dan Pelatihan Tambang Bawah Tanah Anonim. 2004. PT Freeport Indonesia. Tembagapura : Papua. Barton N, Lien R and Lunde J. 1974. Engineering classification fo rock masses for the design of tunnel support, Rock Mech, Min. Brady, B.H.G., Brown, E.T. 1985. Rock Mechanics For Underground Mining. George Allen & Unwin. London. Bieniawski, Z.T. 1989. Engineering rock mass classifications. New York: Wiley. Deere, D.U., 1989. Rock Quality Designation (RQD) after 20 years. U.S. Army Corps Engrs. Contract Report GL-89-1. Vicksburg, MS: Waterways Experimental Station. Deratama, Erick Alan. 2015. Pengamatan Kegiatan Geoteknik dan Survey Tambang Emas Bawah Tanah PT Natarang Mining. Universitas Lambung Mangkurat : Banjarbaru. Ginting,
A.,
Purba,
A.,
Sjadat,
A.
2017.
Inovasi
Sistem
Penyanggaan Di Tambang Bawah Tanah DMLZ PT Freeport Indonesia. : Prosiding Simposium II – UNIID 2017. Goodman R., Taylor R. and Brekke T. 1968. A model for the mechanics of jointed rock. ASCE Journ. Of the soil mech. And found. Div., Vol. 94, pp.637-659 Hoek, E, Kaiser, P.K, Bawden, W.F. 1995. Support of Underground Excavations
in
Hard
Rock.
A.A.
Balkema.Rotterdam
Brookfield. Kaiser, P. K., McCreath, D. R. 1992. Rock Support in Mining and Underground Construction. Rock Support Sudbury. A. A. Balkema: Rotterdam. Palmstrom A. 1982. The volumetric joint count - A useful and simple measure of the degree of rock mass jointing. IAEG Congress, New Delhi, 1982. pp.
V.221 – V.228. Priest, S. D., Hudson, J. A. 1976. Discontinuity spacings in rock. Int. J. Rock Mech. Min. Sci. & Geomech. Abstr., 13(5): 135– 48.
Setiawan, Era., Taufik, M. Iman., Wibisono, D. Yonathan., & Saputra C. Arthur. Modul Pendidikan dan Pelatihan Rock Bolt. PT. Focon Agung Karya Mining Contractor & Services, 434. Stillborg, Bengt. 1994. Professional Users Handbook For Rock Bolting Second Edition. Trans Tech Publication : Germany.
