Macam-Macam Pengujian Pada Batuan [PDF]

Citation preview

BAB I PENDAHULUAN 1.1



Latar Belakang Teknik Sampling atau pemercontoan meupakan bagian dari terapan ilmu



pertambangan.



Peranan



sampling



sangatlah



penting



dalam



kegiatan



pertambangan, khususnya di bidang eksplorasi. Sampling ini bertujuan mengetahui suatu kualitas maupun kuantitas pada sampel dengan meminimalisir pengambilan sampel tersebut. Untuk menunjang ilmu teknik pemercontoan perlu memahami aspek dalam penanganan batuan untuk mengambil data. Selanjutnya data tersebut akan diolah sehingga dapat diketahui keadaan-keadaan di lapangannya. Ilmuilmu penunjang tersebut diantaranya adalah petrologi, petrografi, mekanika batuan, dan lain-lain.



1.2



Maksud dan Tujuan



1.2.1 Maksud Maksud dari pembuatan laporan ini adalah untuk memenuhi tugas mata kuliah Teknik Pemercontoan Teknik Pertambangan Universitas Islam Bandung.



1.2.2 Tujuan Adapun tujuan dari pembuatan laporan ini adalah : 



Agar dapat memahami pengertian batuan.







Agar dapat mengetahui macam-macam pengujian batuan.



BAB II LANDASAN TEORI



Dalam bidang eksplorasi, pengetahuan dan pemahaman dalam macammacam bidang pengujian batuan harus terpenuhi. Pengujian terhadap sampel harus dilakukan agar dari sampel yang mewakili tersebut dapat diketahui kondisi di lapangan yang sebenarnya. Berikut adalah beberapa macam pengujian batuan.



2.1



Petrologi dan Petrografi Tujuan dari aplikasi ini adalah mengetahui dan mempelajari komposisi



batuan. Metode pendeskripsian merupakan salah satu dari prinsipnya, yakni pendeskripsian mengenai komposisi mineral, bentuk mineral, warna, kekerasan, dan lainnya sehingga dari data-data tersebut dapat diambil kesimpulan berdasarkan keterbentukannya dan kemudian adalah pemerian batuan. Perbedaan



antara



petrologi



dan



petrografi



adalah



jika



petrorafi



mengidentifikasi komposisi batuan secara makro, yaitu dilihat dengan mata telanjang. Sedangkan petrografi mengidentifikasi komposisi batuan secara mikro, yaitu dengan bantuan mikroskop polarisator. Sehingga pada kajian petrografi ini lebih mendetail daripada petrologi. Jadi untuk petrologi ini dapat digunakan metodenya langsung di lapangan. Sedangkan petrografi ini harus dilaksanakan dalam identifikasi lanjutan yang lebih mendetail, yaitudi laboratorium.



2.2



Analisis Proximate Analisis proximate menurut ASTM adalah



analisis yang digunakan



untuk memperkirakan kinerja bahan bakar pada saat pemanasan dan pembakaran antara lain kadar air, zat terbang (volatile matter), kadar kalori dan abu. Analisis proximate ini digunakan untuk penentuan rank batubara, rasio pembakaran (fuel ratio) dan dapat digunakan untuk mengkonversi basis analisa untuk parameter uji. Dalam analisis proximate ini, terdapat istilah moisture in the analysis. Pengertiannya adalah nilai moisture batubara pada saat setelah batubara tersebut di air drying (diangin-anginkan) pada suhu 30-40 0C. dan sampel yang digunakan adalah sampel yang lolos ayakan 250 micrometer. Sampel batubara



tersebut dipanaskan pada suhu 1050C dibawah aliran gas nitrogen ataupun dengan air compressed. Dengan proses pemanasan ini, air yang ada di dalam batubara akan menguap seluruhnya karena air akan menguap pada kondisi temperatur 1000C. Massa yang hilang akibat pemanasan ini dihitung sebagai persen massa terhadap massa awal yang digunakan, sehingga diperoleh nilai % moisture in the analysis sampel.



2.3



Analisis Ultimate Prosedur analisis ultimate ini yaitu dengan dijalankan dengan analisis



kimia untuk menentukan kadar karbon (C), hidrogen (H2), oksigen (O2), nitrogen (N2), dan belerang (S). Keberadaan dan sifat dari unsur-unsur tersebut sebanding dengan peringkat batubara. Ditemukan persamaan yaitu bahwa semakin tinggi rank batubara, semakin tinggi pula kandungan karbonnya dengan komposisi hidrogen dan oksigen yang semakin berkurang. Sedangkan nitrogen merupakan unsur yang bersifat bervariasi bergantung dari material pembentuk batubara. Analisa carbón pada ultímate tidak sama dengan analisa pada fixed karbon. Fixed karbon merupakan kadar karbon tertambat atau karbon tetap tertinggal bersama abu bila batu bara telah dibakar tanpa oksigen dan setelah zat volatil habis. Fixed karbon merupakan kadar karbon yang pada temperatur penetapan volatile matter tidak menguap. Sedangkan karbon yang menguap pada temperatur tersebut termasuk kedalam volatile matter. Penetuan fixed karbon ditetapkan dari analisa tak langsung.



2.4



Triaxial Pengujian ini merupakan salah satu pengujian yang penting dalam



mekanika batuan karena prinsipnya pengujian ini prinsipnya penekanan secara triaxial. Sayarat untuk pengujian ini menggunakan bahan sample dengan bentuk silinder dengan ukuran yang sesuai dengan alatnya. Dari hasil pengujian triaxial ini didapat parameter-parameter yang berkenaan dengan kekuatan batuan, yaitu a) Nilai tegangan puncak (1) yang didapatkan dari hasil uji batuan dengan nilai tegangan keliling (3) yang berbeda-beda. b) Strength envelope curve (kurva selubung kekuatan batuan), dari kurva ini dapat menentukan parameter kekuatan batuan yaitu :  Kuat geser batuan (shear strength)



 Sudut geser dalam (ø)  Kohesi (C)



2.5



Point Load Point Load merupakan salah satu metode mengetahui kekuatan batuan



dengan prinsip penekanan pada satu titik. Penekanan dilakukan dengan sistem pembebanan



berupa



frame



pembebanan,



pompa



hidrolik,



dan



silinder



penekanan yang berbentuk konus. Cara kerja dari pengujian ini adalah perconto diletakkan



di



antara



dua



konus



dalam



sistem



pembebanan.



Dengan



menggunakan pompa hidrolik, beban perlahan ditingkatkan hingga perconto atau specimen retak. Baca besarnya tekanan saat batuan pecah (P). Selanjutnya ukur jarak antara kedua konus. Dilanjutkan dengan penghitungan index franklin yaitu dengan rumus : Is =



P D2



Dimana : Is = Point Load Test Index P = Beban maksimum hingga percontoh pecah D2 = Jarak antara dua konus penekan Menghitung kuat tekan yaitu dengan rumus :



σc



= 23 x Is



Dimana : Is = Point Load Test Index



σc



2.6



= kuat tekan batuan



Rock Quality Designation (RQD) Metode ini berdasar pada prinsip bahwa dengan bertambahnya span



terowongan akan menyebabkan berkurangnya waktu berdirinya terowongan tersebut tanpa penyanggaan. Metode ini didasarkan pada perhitungan persentase inti yang diambil dengan aturan panjang 10cm atau lebih. Inti yang terambil dengan tekstur lunak tidak perlu dihitung walaupun lebih dari 10 cm.



Diameter inti optimal yaitu 4,75 cm. Keguanaan lain yaitu nilai RQD dapat dipakai pula untuk merperkirakan penyanggan terowongan. Faktor-faktor yang berpengaruh terhadap stand-up time adalah: arah sumbu terowongan, bentuk potongan melintang, metode penggalian, dan metode penyanggaan. Tabel 2.1 Tabel Klasifikasi RQD



2.7



RQD (%)



Nilai



90 - 100



20



75 - 90



17



50 – 75



13



25 - 50



8



< 25



3



Rock Mass Rating (RMR) Rock Mass Rating adalah pembobotan dari nilai bobot parameter



terhadap masaa batuan. Berdasarkan nilai RMR, jangkauan atap (span) dapat direncanakan, serta keleluasaan waktu yang tersedia agar terowongan tidak runtuh dapat diperkirakan. Massa batuan dapat diklasifikasikan sebagai berikut: Tabel 2.2 Tabel Klasifikasi RMR



Sangat Buruk



Nilai RMR



0 – 20



Buruk



Nilai RMR



21 – 40



Sedang



Nilai RMR



41 - 60



2.8



Baik



Nilai RMR



61 – 80



Sangat Baik



Nilai RMR



81 - 100



Uji Kuat Tekan Uniaxial Sifat mekanika batuan, yaitu kuat tekan, kuat tarik modulus elastisitas.



Kedua sifat batuan tersebut dapat ditentukan, biasanya ditentukan oleh sampel yang diperoleh di lapangan. Prosedurnya adalah pertama penentuan sifat fisik batuan yang mengujikan namun tidak merusak, kemudian dilanjutkan dengan penentuan sifat mekanik batuan yang merupakan pengujian yang merusak sehingga perconto hancur. Salah satu pengujian mekanika batuan adalah dengan penekanan percontoh batuan yang bentuknya dapat berbentuk tabung, balok, prisma, dari satu arah atau disebut uniaxial. Pembuatan contoh batuan dapat dilakukan di dalam laboratorium maupun langsung di lapangan. Pembuatan contoh batuan dapat dilakukan dari blok



batuan



yang



diambil



dari



lapangan



yang



merupakan



hasil



dari



pengeboran.core. Sampel yang diperoleh berbentuk tabung dengan meiliki diameter kurang lebih 50-70 mm dan tingginya dua kali diameter tersebut. Pengujian ini dilakukan oleh inti bor dengan contoh berdiameter 50-70 mm yang kemudian dipotong dengan mesin untuk mendapatkan ukuran dua kali dari diameternya. Lalu contoh dimasukkan eksikator dan udara dibuang dari eksikator dengan dihisap menggunakan vakum. Dari contoh yang di dalam eksikator didapat nilai berat jenis, berat jenuh tergantung dalam air dan berat kering dari contoh.



2.9



Uji Kuat Tarik Tidak Langsung Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui kuat tarik (tensile strength) dari



percontoh batuan berbentuk silinder secara tidak langsung. Alat yang digunakan adalah mesin tekan seperti pada pengujian kuat tekan. Kekuatan tarik umumnya dapat dicari dengan melakukan uji tarik dan mencatat perubahan regangan dan tegangan. Titik tertinggi dari kurva tegangan-regangan disebut dengan kekuatan tarik penghabisan (ultimate tensile strength). Nilainya tidak bergantung pada ukuran bahan, melainkan karena faktor jenis bahan. Faktor lainnya yang dapat



mempengaruhi seperti keberadaan zat pengotor dalam bahan, temperatur dan kelembaban lingkungan pengujian, dan penyiapan spesimen. Dimensi dari kekuatan tarik adalah gaya per satuan luas. Dalam satuan SI, digunakan pascal (Pa) dan kelipatannya (seperti MPa, megapascal). Pascal ekuivalen dengan Newton per meter persegi (N/m²). Satuan imperial diantaranya pound-gaya per inci persegi (lbf/in² atau psi), atau kilo-pound per inci persegi (ksi, kpsi.



BAB III KESIMPULAN Batuan merupakan bahan padat sekumpulan dari mineral yang terbentuk secara alamiah membentuk batuan. Batuan berdasarkan genesanya terbagi menjadi 3, yaitu batuan beku, sedimen, dan metamorf. Batuan beku terbentuk karena proses kristalisasi magma, sedimen terbentuk berdasarkan dari prosesproses sedimentasi, dan metamorf karena faktor suhu dan tekanan yang tinggi yang dapat mengubah dekomposisi batuan asalnya. Proses-proses tersebut memiliki keterkaitan. Keterkaitan tersebut dapat disebut dengan daur geologi. Dalam pengujian batuan, Dibedakan bermacam-macam sesuia dengan tujuannya. Apabila tujuannya ingin mengetahui komposisi, maka dilakukan aplikasi petrologi dan petrografi. Sedangkan bila ingin mengetahui sifat dan perilaku dari batuan, untuk keperluan eksplorasi dan geoteknik, maka dilakukan pengujian berdasarkan mekanika batuan yang terdiri dari triaxial, point load, RQD, dan lain-lain.. Aplikasi dari pengujian tersebut dalam bidang pertambangan adalah sebagai media dalam mencari data yang valid melalui kegiatan eksplorasi. Data output yang dihasilkan kemudian akan diolah dan diketahui nilai kekuatan batuan yang akan digunakan dalam kegiatan perancangan dan desain tambang, stabilitas lereng, penyanggaan pada terowongan, peledakan, dan aspek tambang yang lainnya.



DAFTAR PUSTAKA



Adinata,



Surya,



2011,



“Bahan



http://suryaadinatamt.files.



Kuliah



Mekanika



Batuan”,



wordpress.com/2011/07/



tanah_bahan-kuliah-mekanika-batuan-1.doc.



bab-i-



Diakses



pada



tanggal 9 November 2014. Ichsan,



Muhammad,



2011,



http://mekanikabatuan.blogspot.com



“Ultimate-Proximate“ /2011/05/



batubara.html.



Diakses pada tanggal 9 November 2014. Anonim,



2013,



“Teknik



Mekanika



Batuan”



http://sintaloh.blogspot.com/2013/10/dasar-teknik-mekanikabatuan-dalam.html. Diakses pada tanggal 9 November 2014