PENGEBORAN [PDF]

Citation preview

KOMPONEN-KOMPONEN PEMBORAN DAN PELEDAKAN Catatan berikut merupakan ringkasan mengenai alat-alat dan teori mengenai pemboran dan peledakan. Yang pada dasanya mencakup pemboran dan ledakan. Modul ini terdiri dari 4 submodul utama : 1. Mekanisme Pemboran 2. Peralatan Pemboran 3. Pengenalan Peledakan 4. Produk Peledakan 2.1. Mekanisme Pemboran Pemboran digunakan di dalam beberapa industri dan tujuan. Secara singkat keragaman sektor ini diurutkan : 



Pertambangan : Pemboran dan Peledakan Batuan







Eksplorasi : pemboran core intan, perkusif/tumbukan, churn, pukulan, rotary, mengumpulkan chip sebagai sampel)







Kuari : termasuk khusus, berdiamater kecil (bentuk yang berupa lembaran)







Konstruksi : Ukuran bor sedang (biasanya untuk mengurangi kerusakan yang berlebihan, untuk menjaga kemiringan)



Khusus pada aplikasi pertambangan, ciri-cirinya dapat berupa : 



perbedaan pemboran untuk bijih dan mineral bawaan, karena perbedaan tingkat kekerasan dan untuk pengaturan kemiringan.







perbedaan pemboran tergantung pada lokasi pemboran (tekanan udara)







Untuk tambang bawah tanah menggunakan lubang yang lebih kecil







Untuk tambang permukaan menggunakan diameter lubang yang sangat besar







Pemilihan pemboran tergantung pada tinggi jenjang (tambang permukaan) dan arah pemboran (tambang bawah tanah).



4 komponen utama pemboran, diantaranya : 



Sumber energi (pemboran dan udara bertekanan) – dimana pemboran mengubah energi (seperti energi potensial pada udara bertekanan) menjadi energi mekanik.







Pemancar energi – (baja) – baja merupakan penggerak utama mata bor







Penggerak energi - (mata bor) – mata bor memecahkan batuan secara mekanik







Fluida – membersihkan lubang, melunasi mata bor dan dinding lubang, mengatur pengeluaran debu, mendinginkan mata bor, menstabilkan lubang. Fluida ini dapat berupa air, udara atau lumpur.



Ada beberapa energi yang hilang ketika mesin bor mengubah energi asal menjadi energi mekanik : 



Kompresi dari baja







Pembengkokan







Regangan elastic per kopling







Gesekan dalam pada mesin bor







Panas







Gesekan sisi pemotongan



2 fungsi utama pemboran batuan, yaitu : 



penetrasi - meretakkan atau memecahkan material dari batuan induk







sirkulasi – sisa-sia pemboran dikeluarkan.



Gambar 2-1 menunjukkan proses pemboran. 3 komponen proses pemboran harus selalu ada. Jika salah satu dari komponen-komponen tersebut tidak efektif, proses pemboran memburuk dengan cepat dan data mengenai lubang bor tidak valid.



Gambar 2-1 Proses Pemboran



2.1.1 Pemboran Perkusif (tumbukan) Mata bor perkusif memecahkan batuan dengan indentasi (lekukan). Tegangan puncak yang diterapkan pada mata bor oleh mesin bor menyebabkan mata bor menghancurkan batuan pada tekanan yang dihitung dengan : σp = ρcv Dimana : v = kecepatan bit pada permukaan batuan ρ = densitas untuk bagian yang terkena dampak, baja = 7850 kg/m3 c = kecepatan gelombang tekanan untuk bagian yang terkena dampak (~ 5000 m/s) Sehingga, σp = 39,25v MPA untuk satuan m/s Gambar 2-2 menunjukkan komponen-komponen mekanik dan penamaan untuk jenis-jenis pemboran perkusif (tumbukan). Air atau udara yang terkompresi mendorong piston pada bor untuk menghancurkan secara berulang-ulang. Energi untuk menghancurkan batuan dialirkan ke mata bor oleh tekanan gelombang tegangan.dialirkan dari piston untuk baja.



Gambar 2-2 : Komponen – komponen Bor Perkusif – Piston dan Baja Masalah efisiensi bor dan kehilangan energi untuk kopling, Mekanika energi sepanjang baja bor disajikan sebagai berikut. Proses pengiriman energi ke dalam batuan melalui piston dengan kecepatan tinggi ke dalam baja bor seperti terlihat dalam diagram pada Gambar 2-3.



Gambar 2-3 :Piston Bergerak Menuju Baja Pada saat piston menyentuh baja, energi kinetik berubah menjadi gelombang tekan yang diberikan untuk baja dan piston seperti terlihat pada gambar 2-4.



Gambar 2-4 : Gelombang Tekan pada Baja dan Piston Gelombang ini berjalan pada kecepatan c, hingga akhirnya piston dan baja tercermin. Sifat gelombang yang dipantulkan tergantung pada kondisi batas diujungya. Untuk bar dengan ujung bebas (piston), gelombang dianggap sebagai gelombang tarik, sedangkan pada ujung tetapnya dianggap sebagai gelombang tekan. Piston dan baja tetap saling bersentuhan hingga gelombang tarik kembali ke antarmuka baja-piston dan menyebabkan keduanya terisah. Sifat gelombang yang dipantulkan tergantung pada kondisi batas ujungnya. Aliran berakhir dimana hammer memberikan energi ke dalam baja. Menghitung durasi waktu yang telah digunakan untuk menghitung kekuatan yield untuk bor sebelum mesin akan hancur. Refleksi dan pemisahan efek dtunjukkan oleh diagram pada Gambar 2-5. Karena baja bor masih menyentuh batuan (tidak langsung tetap), beberapa energi diberikan ke dalam batuan untuk mngeluarkan chip dan sisanya kembali sebagai gelombang tekan atau tarik. Jenis gelombang tergantung pada jenis batuan, serta hubungan antara baja bor dan batuan.



Gambar 2-5 Refleksi dan Transmisi Gelombang Pada suatu kasus dimana piston memiliki panjang l1, dan baja bor memiliki panjang l2, dan dimana diameter piston dan baja bor sama. Panjang gelombang tekan diatur dalam baja sehingga akan sama dengan 2l1 dibagi dengan kecepatan piston.



ts=



2 l1 c



Berdasarkan pengamatan bahwa kekuatan baja yang digunakan untuk piston dan bor baja membatasi tegangan yang diterapkan pada batuan. Tegangan maksimum dalam piston σh dan baja bor σt diberikan oleh :



At ( At + Ah)



σh=ρcv .



σt =ρcv .



Ah ( At + Ah)



Dimana : At = Luas penampang baja bor Ah = Luas penampang piston Oleh karena itu, jika Ah dan At sama σh = σt = pcv/2 = 19,63v MPa. Jika secara umum diinginkan untuk membatasi tekanan dalam komponen baja sekitar 212 MPa, kecepatan piston maksimum 10,8 m/s. Namun, batas-batas kecepatan hanya untuk pemboran hidrolik sedangkan untuk pemboran pneumatic tidak dapat menghasilkan kecepatan yang tinggi. Tidak semua energi dalam fluida pada pengeboran dikeluarkan pada saat memecahkan batuan. Sumber kehilangan energi meliputi : 



Gesekan pada kopling dan titik kontak lainnya







Penggunaan mata bor







Kebisingan







Getaran







Flushing







Rotasi baja



Mesin pemboran mounted dikenal sebagai drifter tapi paling umum sebagai jumbo rig bor. Sebagian besar penggunaan pemboran adalah pneumatic, maksudnya tekanan udara menyediakan energi untuk menggerakkan piston. Hidrolik, menggunakan udara dengan metode energi transmisi, pengeboran juga digunakan tetapi secara teknik lebih canggih dan biasanya



ditemukan pada rig pengeboran jumbo. Keuntungan dan kerugian pemboran hidrolik dengan pemboran pneumatic tercantum di bawah ini : Tabel 2-1 Perbandingan Pemboran Hidrolik dan Pneumatik Jenis Pemboran Pneumatik



-



Hidrolik



Keuntungan Biaya rendah Tradisional Komponen-komponen mekanik yang sederhana Sebagian besar pertambangan memiliki garis udara bertekanan melewati drift



- Lebih efisien (25%-30% energi daya masukan dikirimkan ke batuan) - 8 hingga 10 Desibel (db) kurang dari Pneumatic



Kerugian - Efisiensi sangat rendah (kurang dari 5% daya masukan pada kompresor yang dikirimkan ke batuan - Lingkungan yang tidak nyaman bagi operator mesin (bising dan pelumasan drift menimbulkan kabut) - Komponen yang kompleks - Modal lebih besar



Tabel 2-2 Tabel Perbandingan Jenis Bor Jacklegs/Stoper s Drifter/Jumbo



Ukuran Lubang Inches Milimeter 0,75 – 1,25 19 – 32



Kedalaman Lubang Feet Meter 1-4 0,3 – 1,2



1,50 – 2,25



4 - 100



38 -57



1,2 – 30,5



2.1.2 Pemboran Rotari (Putar) Pada pemboran rotary, mata bor menghancurkan batuan dengan energi yang disediakan dengan memutar batang bor. Batang bor diputar saat dorongan diterapkan dengan mekanisme pull-down menggunakan lebih dari 65% berat mesin. Mata bor menghancurkan batuan dengan cara mengikis/meratakan pada batuan lunak. atau peremukan dan pemotongan material untuk batuan keras, atau gabungan dari keduanya. Tekanan udara atau air dikirimkan ke mata bor melalui batang bor. Udara mendinginkan mata bor dan menyediakan flushing medium untuk cutting. Pemboran biasanya beroperasi pada posisi vertikal meskipun banyak juga jenisnya yang bisa membor secara horisontal hingga 25 – 30 derajat. Gambar 2-6 menyediakan penamaan dan pergerakan dinamis untuk permukaan lubang ledak pemboran rotari. Gambar 27 menunjukkan pemboran rotary untuk P&H 100.



Gambar 2-6 : Dinamika Pemboran Permukaan Lubang Ledak



Gambar 2-7 : Pemboran Rotari P&H 100XP Pemboran rotari adalah salah satu teknik pemboran yang paling popular untuk tambang terbuka yang besar dimana diameter lubang yang besar digunakan untuk peledakan.



Gambar 2-8 : Pemilihan Metode Pemboran 2.1.2.1 Komponen-komponen Rangkaian Pemboran Rotari Rangkaian pemboran terdiri dari 3 sistem utama : 



Suspensi dan drive yang menghubungkan rangkaian ke rig dan sistem daya







Pipa bor mengirimkan/mentransmisikan daya, fluida dan cutting







Peralatan bor dan mata bor yang menguntungkan dan bentuk lubang dan sampel.



Gambar 2-9 : Komponen-komponen Pemboran Rotari 2.1.2.1.1 Stabiliser (Penstabil)



Efisiensi cutting rotari ketika pipa br diangkat atau runtuh. Mata bor dan pemeliharaan lubang pada kemiringan menggunakan stabilizer. Terdapat 2 jenis utama stabilisator, blade dan roller (Gambar 2-10). Stabilisato Blade dirancang untuk pusat bor dalam lubang. Bergerak di antara atau di atas drill collar. Stabilisator blade memiliki berbagai bentuk, beberapa mempunyai susunan blade berputar, lainnya bergerak secara vertikal di sepanjang stabilisator. Stabilisator Roller memiliki roller sekali pakai atau roller yang bisa diganti. Memiliki keuntungan dibandingkan Blade karena memberikan stabilisasi baik, umur pakai yang lama, permintaan torsi yang rendah.



Gambar 2-10 : Stabilisator Blade dan Roller Keuntungan menggunakan stabilisator harus dipertimbang harus dipertimbangkan ketika merancang atau memilih proses pengeboran. Alasan utama adalah biaya. Biaya ini termasuk mengurangi biaya penggalian per ton batuan, efisiensi penggunaan peralatan dapat dicapai. Mata bor batuan dirancang untuk memutar pada bagian pusatnya. Stabilisasi akan membuat energi dan kekuatan yang ada didalamnya dapat dimanfaatkan secara efisien. Gerakan lateral dibatasi dan lubang diproduksi sesuai arah yang dituju. Umur yang lebih lama untuk mata bor dan tingkat penetrasi meningkat dicapai dengan pemanfaatan tepat yang diterapkan untuk mata bor. Kondisi mata bor yang kurang baik memberikan bukti mengenai kefektifan stabilisasi. Stabilisator juga mempengaruhi umur batang bor. Tanpa stabilisator, pemboran spiral kasar dan ketidakseragaman lainnya diperoleh. Kemungkinan lubang bengkok ditingkat. Bor baja berputar pada lubang yang kasar dan pemboran bengkok menggosok dan meratakan dinding lubang.



Stabilisator juga mempengaruhi ketersediaan alat bor. Kelancaran pemboran didapat dengan stabilisasi yang memadai memungkin mata bor batuan lebih cepat dan pencabutan bor baja dari lubang bor. Selain itu, pemboran di daerah rawa kurang lancar dibandingkan pemboran di daerah yang kasar. Ini berarti sedikit saja partikel-partikel batuan yang jatuh ke dasar lubang. Waktu pemboran ulang diharapkan tidak ada atau dikurangi secara drastis. Pemilihan stabilisator harus memperhitungkan kesesuaian stabilisasi. Kecuali unsur utama stabilisator dekat dengan dinding bor, kesesuaian stabilisasi tidak tercapai. Secara teoritis, unsur utama harus memiliki diameter yang sama dengan mata bor. Sayangnya hal ini tidak praktis karena gesekan mata bor terhadap permukaan batuan. Oleh karena itu, stabilisator harus memiliki diameter yang besar. Konsentrisitas (memiliki pusat yang sama) antara elemen utama dengan sumbu bit dan baja juga cukup penting untuk stabilisaasi yang tepat. Eksentisitas (pusat berbeda) dari elemen-elemen tersebut tidak dapat mengurangi biaya pengeboran. Stabilisator dengan elemen utama yang dekat dengan dinding lubang sangat efisien. Blade dapat bekerja dengan baik jika blade konsentris. Permasalahan stabilisator jenis ini adalah tingkat keausan dan biaya pemeliharaan. Jenis stabilisator rib, karena konstruksinya menarik dan mengikis dinding bor dengan cepat. Stablisator paling efisien adalah pusat yang bergulir pada dinding bor. Menghilangkan goresan elemen utama dan mempertahankan konsentrisitas. Stabilisator roller menyediakan stabilisasi yang memadai tanpa memerlukan torsi tambahan. 2.1.2.1.2 Subtitusi (Pengganti/Subs) Pengganti (dikenal dengan subs) digunakan sebagai adapter dimana benang dari suatu ukuran atau jenis digabungkan dengan benang yang memiliki ukuran dan jenis lain. Juga digunakan pada titik-titik pemakaian agar mudah diganti. Penyerap subs dijalankan di atas palu atau di atas bit atau batang untuk situasi pengeboran yang kasar, sehingga mengurangi getaran batang bor dan meningkatkan umur mata bor. Juga digunakan untuk meredam efek getaran pada rig sehingga mengurangi pemeliharaan rig dan mekanisme untuk pull-down dan putaran.



Gambar 2-11 : Putaran Meningkatkan Getaran Subs Energi kejut dan getaran dialirkan diantara bor dan mata bor diserap melalui serangkaian segmen yang terikat. Energi yang diserap dilapaskan ke atmosfer dalam bentuk panas. 1. Pull-down atau berat pengeboran dialirkan melalui segmen karet pada pergeseran. 2. Putaran torsi (pemuatan torsi) untuk mata bor dialirkan melalui segmen karet menuju pemuatan tekan. 3. Perubahan yang dipercepat pada beban aksial dan torsi diminimalkan oleh segmen karet.



Gambar 2-12 : Getaran Mengurangi Efek Penggunaan Subs Kejut Penyerapan getar sangat menguntungkan untuk pengeboran pada formasi yang retak. intermiten keras dan lapisan yang lunak atau formasi keras. Keuntungan tersebut meliputi : 



Mengurangi perawatan mesin bor dengan meredam torsi dan aksial beban kejut.







Meningkatkan tingkat pengeboran dengan kontak dengan formasi. Memungkinkan penggunaan yang lebih berat dan kecepatan putar yang lebih tinggi di daerah pengeboran kasar







Meningkatkan umur mata bor dengan meredam beban kejut dialirkan ke mata bor dan struktur cutting.







Mengurangi tingkat kebisingan dengan menghilangkan kontak logam dengan logam antara rotari drive dan pipa bor.



Biasanya, tidak diperlukan modifikasi bor dan instalasi dapat diselesaikan dalam waktu singkat. Pada multi-pass pemboran, penyimpan sub direkomendasikan untuk digunakan antara hubungan putaran dan pipa bor.



2.1.2.1.3 Batang Bor Rotari Faktor-faktor dalam memilih batang bor, yaitu : 



Fabrikasi (dilas) atau integral (mesin baja tunggal) bor baja







Ukuran dan jenis tali







Ketebalan dinding







Jenis koneksi



Kopling digunakan antara bor dan mata bor pada mesin dirancang untuk mengurangi getaran aksial dan torsi dan efektif meredam beban kejut yang diciptakan oleh aksi mata bor. Manfaatnya meliputi peningkatan tingkat penetrasi, umur mata bor dan kesediaan alat sekaligus mengurangi biaya pemeliharaan bor dan tingkat kebisingan. Keduanya dibuat dan dirancang terpisah disesuaikan dengan bor tertentu dan kondisi pengeboran. Dinding hasil konstruksi memiliki umur lebih lama dan biaya lebih sedikit.



Gambar 2-13 : Komponen Lubang Ledak pada Rig Pengeboran 2.1.2.2 Kemampuan Pengeboran Batuan/Tingkat Penetrasi Kemampuan pengeboran batuan didefinisikan sebagai tingkat penetrasi mata bor pada batuan. Berikut ini adalah beberapa sifat batuan, yaitu : 



Komposisi mineral







Tekstur







Ukuran butir







Derajat pelapukan



Untuk biaya dan produktifitas, tingkat penetrasi merupakan salah satu faktor yang paling penting dalam pengeboran. Beberapa persamaan empiris telah dikembangkan dari tes rotari pada bijih besi. Metode Bauer dan Calder menyatakan bahwa tingkat penetrasi, P, dapat dihitung menggunakan persamaan berikut :



P=( 61−28 log 10 S c )



W rpm . ∅ 300



Dimana : P = tingkat penetrasi, dalam feet/hour Sc = kuat tekan uniaksial, dalam ribuan Psi W/Ø = berat per inchi diameter mata bor, dalam ribuan pon rpm = putaran mesin bor per menit Faktor-faktor persamaan diatas adalah variabel yang dikendalikan operator. Kuat tekan batuan dapat diperkirakan dengan menggunakan grafik pada Gambar 2-14.



Gambar 2-14 : Tingkat Penetrasi dan Kekuatan Batuan Beberapa indeks lain yang ada untuk kemampuan pengeboran batuan, yaitu : 



Indeks tingkat pengeboran







Klasifikasi jenis batuan berdasarkan kemampuan pengeboran dari Barre Granit







Tes Mohr







Indeks (sensor-diukur)



2.1.2.3 Pulldown Pengeboran Rotari Sebagian dari berat mesin diterapkan oleh motor pull-down melalui rantai pull down atau rantai, kepala putar dan batang bor untuk mata bor. Gambar 2-15 menggambarkan beban mata bor yng direkomendasikan untuk ukuran mata bor yang berbeda. Seperti peningkatan diameter mata bor, ukuran bearing meningkat sehingga memungkinkan peningkatan beban ditoleransi. Kelebihan beban mata bor menghasilkan kerugian pada mata bor seperti diilustrasikan pada Gambar 2-16.



Gambar 2-15 : Rekomendasi Beban Pulldown Per Inchi Diameter Mata Bor



Gambar 2-16 : Umur Mata Bor vs Beban Pulldown untuk 9 ¼ Inchi Diamater Mata Bor Putar pada Formasi Keras Ada beberapa metode penggerak rotari. Mata bor dapat diputar oleh : 1. Memutar rotari table yang meluncur melalui pipa 2. Memutar pipa secara langsung oleh unit pengerak yang bergerak ke bawah pipa 3. Memutar mata bor, menggunakan penggerak turbin lubang bawah



Gambar 2-17 : Jenis Penggerak Rotari



Gambar 2-18 : Mekanisme Pull Down



Gambar 2-19 : Rack dan Pinion Pull Down Parameter umum untuk penetrasi bor dapat dilihat pada Tabel 2-3. Tabel 2-3 : Rata-rata Kemampuan Mata Bor (dari Tambang Bijih Besi di Kanada)



2.1.2.4 Flushing Medium Udara digunakan untuk meniupkan cutting pemboran dari lubang dan mendinginkan bearing mata bor dan jika digunakan pada bearing stabilisator roller. Sekitar 20% dari udara didorong melalui rol kerucut untuk tujuan pendinginan dengan menyesuaikan tekanan udara di bit menggunakan nozel bit. Volume udara adalah persyaratan utama untuk mengeluarkan cutting dari lubang. Kecepatan udara tergantung pada volume udara per menit serta annulus lubang (bentuk lingkaran dimana lubang dan batang bertemu). Kecepatan cutting bor dalam udara tergantung pada ukuran chip, densitas dan bentuk. Secara eksperimen, keseimbangan kecepatan udara dalam feet per menit dirumuskan sebagai berikut :



Um=264 p 1/ 2 d 1 /2 Dimana : d = diameter chip, dalam inchi p = densitas chip, dalam lb/ft3 Pada kecepatan udara di atas nilai keseimbangan, chip mulai bergerak, kecepatannya sekitar satu setengah kali kecepatan udara melebihi nilai keseimbangan. Kecepatan bailing 1800 mpm/s (6000 fpm) biasanya disesuaikan untuk bailing chip 13 mm (1/2 inchi). Gambar 2-20 menggambarkan grafik persyaratan jenis udara.



Gambar 2-20 : Grafik Bailing Udara Faktor-faktor yang terlibat dengan memilih kecepatan udara yang lebih tinggi. 1. memberikan kecepatan yang lebih tinggi 2. chips yang lebih besar 3. cenderung memberikan umur mata bor lebih lama 4. membantu memenuhi rongga lubang 5. membantu perawatan batang bor 6. meningkatkan penetrasi dan biaya yang lebih rendah per feet 7. mengurangi volume cutting dalam lubang untuk tingkat penetrasi Kelemahan dari peningkatan kecepatan bailing, yaitu : 1. peningkatan stabilisator dan pemakaian pipa 2. peningkatan debu dan bushing dek 3. dapat merusak dinding lubang bor pada pengeboran lunak 2.1.2.5 Tips Pengoperasian Berikut ini adalah beberapa tips pengoperasian pada bata bor dan rig untuk kinerja yang baik ketika menggunakan mata bor bersirkulasi udara. 1. Gunakan bor baja lurus dengan ulir yang dipelihara dengan baik



2. Gunakan benang dengan kualitas baik 3. Gunakan perawatan pada saat memasang dan melepaskan mata bor dari pipa bor 4. Buka katup udara sebelum mengebor dan menjaga udara tetap mengalir hingga mata bor keluar dari lubang 5. Memasukkan mata bor pada pengeboran dengan mengurangi tekanan dan kecepatan putaran dalam waktu singkat. 6. Untuk memulai lubang baru, mengurangi tekanan dan putaran 7. Membangun kembali pola lubang dengan mengurangi tekanan ke bawah dan rotasi saat pengeboran terganggu. 8. Jangan menyelesaikan lubang lama dengan mata bor baru karena data merusak lubang, bearing. 9. Mempertahankan tekanan udara pengeboran pada tingkat yang tepat 10. Kecepatan putaran harus dikurangi seiring meningkatnya tekanan ke bawah. 11. Jangan menggunakan udara lebih dari yang dibutuhkan untuk mengatur debu dan memelihara lubang dinding. 12. Perawatan rotasi ketika sulit masuk atau keluar dari lubang 13. Pada lubang basah, memungkinkan untuk mempertahankan tekanan udara dan volum yang tinggi. 14. Jangan meletakkan mata bor dan bor ke dasar lubang pada kecepatan tinggi. Kecepetan tinggi merupakan penyebab umum kerusakan. 15. Perawatan mata bor secara bertahap untuk mencegah kerusakan. Perbedaan suhu menunjukkan udara terhadap dan berpotensi mengalami kagagalan. 16. Sebelum berhenti, bersihkan mata bor dengan menggunakan udara atau air sementara memutar pemotong dengan tangan. Setelah berhenti dan sebelum menggunakan mata bor kembali pastikan semua cone terbebaskan. 2.1.2.6 Tips Keamanan Tips keselamatan berikut harus diperhitungkan pada permukaan pengeboran lubang ledak. 2.1.2.6.1 Pindah Bor Seperti alat berat pada umumnya, perawatan harus diperhitungkan ketika pengeboran lubang ledak bergerak di sekitar lokasi kerja. Waspada terhadap manusia, aliran listrik, peralatan lainnya, jarak yang pendek atau sempit, batas tanah, dan kecuraman perbukitan atau medan yang tidak rata. Gunakan tanda ketika melakukan perpindahan dan sinyal peringatan yang dapat didengar untuk memperingatkan orang-orang di sekitar lokasi



sebelum melakukan perpindahan. Mengetahui tingi, lebar dan berat mesin. Memastikan keamanan peralatan. Jangan melakukan perpindahan dengan membawa orang di luar atau di dalam mesin. 2.1.2.6.2 Bahaya Tegangan Tinggi Bagaya tegangan berasal dari hubungan pendek arus listrik yang dapat menyebabkan luka bakar bagi siapapun yang berada di dekat pemboran lubang ledak. Peraturan MSHA dan OSHA membutuhkan setidaknya 10 feet saluran udara untuk membawa 50.000 volt atau kurang. Jarak yang lebih besar diperlukan untuk tegangan yang lebih tinggi. Beberapa peraturan lokal memerlukan jarak yang lebih dari MSHA dan OSHA. 2.1.2.6.3 Kabel Trailing Pengeboran lubang ledak dengan kabel listrik dapat mematahkan koneksi kabel atau merusak kabel ketika melkaukan perpindahan. Menjaga kabel kendur ketika melakukan perpindahan. Menggunakan sinyal selama melakukan perpindahan untuk mencegah kerusakan kabel atau kneksi kabel. Bahaya Rotasi Selama pengeboran, pastikan semua orang di sekitar lokasi bor menjauhi tiang bor dan batang bor. Komponen yang bergerak dapat membahayakan orang-orang di sekitar lokasi pengeboran. 2.1.2.6.4 Bahaya Kemiringan Melebihi batas tingkat kemiringan diberikan pada spesifikasi mesin dan konfigurasi mesin dapat menyebabkan melebihi puncak mesin. Sebelum bergerak, selalu menentukan batas kemiringan sesuai spesifikasi mesin dan jangan beroperasi pada kondisi lereng yang melebihi batas. Ketika mendorong dengan tiang tinggi, pastikan posisi mesin dengan tiang pada sisi mesin yang menanjak. Ketika menurunkan tiang, dorong mesin dengan kabin operator menurun pada sisi mesin. Kelebihan tip dapat terjadi tiba-tiba ketika mengangkat, menurunkan, atau meratakan mesin dengan jack. Pastikan tingkat mesin pada ketinggian terendah yang akan membongkae sabuk crawler. Periksa tanah sebelum menurunkan jack. Ketika menurunkan mesin ke tanah, selalu turunkan mesin secara perlahan dan bertahap. Mempertahankan kondisi ketinggian sampai sabuk crawler menyentuh tanah dan menyangga mesin. Gunakan tanda peringatan dengan menggunakan batuan orang untuk memperhatikan jack, crawler dan mesin selama proses tersebut.



2.1.2.6.5 Bahaya Peremukan dari Penurunan Tiang Sebelum menurunkan tiang, beritahu personil untuk mengevakuasi dek atap dan bor dan memeriksa tempat penyimpanan tiang. Setelah menyimpan tiang, periksa keamanan tiang di depan jack. 2.1.2.6.6 Chips dan Debu Pengeboran menghasilkan puing-puing dan debu terbang yang dapat menyebabkan penyakit pernapasan yang serius. Selalu turunkan tirai debu sebelum pengeboran dan periksa tirai untuk pastikan semua tirai debu dipasang dan dalam posisi diturunkan. Tirai tidak harus selalu diangkat untuk menghilangkan cutting ketika bor sedang mengebor lubang. Pastikan personil jauh dari lubang bor selama pengeboran. Hindari kontaminasi debu dari baju kerja, makanan atau minuman. Ikuti prosedur tambang untuk pemantauan udara, batas ekspose, dan metode perlindungan untuk paparan silika kristalin. Rancangan khusus/Isu-isu terkait rencana keselamatan mempertimbangkan : 



dimana dan kapan peledakan dijadwalkan pada hari itu







peralatan lain, kabel listrik atau struktur yang harus dipindahkan atau dihindari selama perpindahan msein bor







kekuatan permukaan tanah yang memiliki berat yang memadai kemampuan bearing massa bor







kemiringan lereng dimana bor akan bekerja (terlalu miring akan menyebabkan tipover)







langkah-langkah yang diperlukan untuk menjaga orang-orang yang tidak berkepentingan dan peralatan di jarak yang aman dari daerah penegboran.



2.1.2.7 Chip Sampling Penetrasi selalu membuat chip (puing-puing). Biasanya efisiensi penetrasi ditingkatkan ketika chips diproduksi secara besar dan dibersihkan dengan cepat. Puing yang terbaik adalah puing yang berukuran besar. Puing yang besar sangat baik untuk dijadikan sampel. Puing besar memerlukan : 



mata bor dengan pemotong yang tajam







energi yang besar untuk tiap keping







pembersihan dan transportasi yang cepat sampai lubang untuk mencegah penggilingan ulang puing



Meskipun diperlukan energi yang besar untuk setiap puing yang besar, puing yang diproduksi lebih sedikit dan total energi yang digunakan per meter lubang yang dibor juga sedikit (mengurangi luas permukaan yang diproduksi). Kebanyakan rig menghasilkan puing yang baik di dasar lubang tetapi gagal mengangkat puingpuing keluar dari lubang. Untuk puing yang terbaik, operator harus menggunakan bor sebagai berikut : 



Gunakan pisau tajam atau mata bor bergerigi panjang dengan nozzle pembersihan







Gunakan dorongan atau umpan yang tinggi







Minimumkan kepala hidrostatik







Gunakan aliran pembilasan tinggi viskositas rendah, cairan rendah padatan (harus seimbang terhadap erosi dinding lubang)







Gunakan teknik sirkulasi balik untuk menghancurkan, meretakkan formasi lainnya untuk menghilangkan masalah sirkulasi.



2.1.2.8 Single Pass Sebagian besar pengeboran pada tambang terbuka menggunakan single pass, baik dengan desain peledakan atau melalui pembelian peralatan dengan tiang-tiang tinggi. Pengeboran single pass adalah pengeboran yang tidak memerlukan batang bor tambahan. Keuntungan single pass, yaitu : 



tidak memerlukan batang tambahan







mengurangi kerusakan tali terkait







mengurangi downtime mesin







memfasilitasi pembersihan lubang bor







dapat mengalirkan udara secara berkelanjutan melalui bit setiap saat



Kekurangan single pass, yaitu : 



tiang-tiang tinggi membuat bor lebih stabil







memerlukan perawatan ekstra untuk jarak perpindahan yang jauh







rantai pull-down menjadi panjang dan memerlukan pemeliharaan khusus



2.1.2.9 Kapasitas Kapasitas pengoperasian untuk rig pengeboran, meliputi : 



kapasitas maksimum pemuatan tiang







kapasitas maksimum beban hoist atau kail







kapasitas torsi



2.1.2.10 Perhitungan Produktifitas Gambar 2-21 menunjukkan perhitungan produktifitas secara umum untuk berbagai jenis material. Perhitungan produktifitas memperhitungkan : 



pengaturan waktu







pergerakan waktu







periode waktu berhenti







perubahan mata bor dan batang bor







tingkat penetrasi







burden dan spasi







diameter mata bor (mengubah tingkat penetrasi)







umur mata bor (perubahan frekuensi mata bor dan batang bor)







kedalaman lubang bor (perubahan frekuensi pergerakan waktu)







jumlah lubang (perubahan frekuensi pengaturan waktu)



Gambar 2-21 Produksi Pemboran Ton per Jam untuk Pengeboran Rotari dengan Berbagai Ukuran Diameter Gambar 2-22 menunjukkan perhitungan biaya per meter. Biaya pengeboran terdiri dari 2 bagian yang berbeda. Pemakaian bor per satuan panjang lubang yang dibor dan keseimbangan biaya pengeboran. Biaya bor dikonversi ke biaya per satuan panjang bor dari lubang bor yang menggunakan tingkat penetrasi pengeboran sebagai biaya bor yang tergantung terhadap waktu. Alasannya bahwa biaya pemakaian bor, terutama biaya bor, tidak tergantung pada tingkat penetrasi pengeboran, dengan asumsi metode operasi yang benar (sedikit operasi menyebabkan sedikit peningkatan keausan hidup), sedangkan biaya lainnnya tergantung pada tingkat penetrasi. Data statistic pengeboran penting untuk dicatat sehingga penganggaran secara akurat dapat dilakukan. Menentukan biaya pengeboran harus memperhitungkan faktor-faktor berikut : Kepemilikan biaya : termasuk amortisasi dan depresiasi, bunga atas pinjaman uang (aliran dana yang masuk setelah dikurangi pajak dan asuransi) Biaya operasi : termasuk listrik, pemeliharaan, tenaga kerja langsung dan tidak langsung, pergudangan, dan bahan bakar. Pemakaian bahan bakar tergantung pada tingkat penetrasi dan keausan serta barang-barang lain seperti stabilisator. batang bor, dan mata bor (pada suatu waktu dapat menjadi biaya yang paling signifikan).



Gambar 2-22 : Perkiraan Biaya Pengeboran Rotari per Meter yang Dibor dan Diameter Lubang



Gambar 2-23 : Biaya per Ton Bahan yang Digali 2.1.2.11 Teknologi Pengeboran Teknologi pengeboran yang paling canggih berfokus di sekitar navigasi dan posisi pengeboran. GPS berbasis sistem navigasi yang tersedia dari perusahaan seperti Aquila (milik Caterpillar). Perusahaan ini memiliki bor dan shovel produksi yang menggunakan GPS dan PLC untuk meningkatkan produktifitas pengeboran dan memberikan informasi secara substansi untuk perencanaan tambang yang lebih baik. Sistem DM Aquila tersedia dalam 2 cara : sebagai pabrik yang menginstal mesin bor baru atau dapat diinstal sebagai retrofits. Ada pilihan utama sistem pengeboran : 



DM 1 : Sistem Monitoring Produksi







DM 2 : Sistem Pengenalan Material







DM 3 : Sistem Kontrol Pengeboran







DM 4 : Pedoman Sistem Pengeboran Vertikal







DM 5 : Pedoman Sistem Pengeboran Miring



2.1.2.11.1 DM 1 : Sistem Monitoring Produksi DM-1 menggunakan Pemantauan Lanjutan Aquila Platform dan perangkat lunak Graphical User Interface (GUI) untuk memberikan operator umpan balik langsung produktifias pemboran dan kinerja. DM-1 ini dirancang untuk meminimalkan kerja operator, yang berarti bekerja lebih cepat



dengan sedikit kesalahan. Sebagai contoh, secara otomatis dapat terdeteksi pada saat awal pengeboran, sehingga operator tersebut tidak memiliki kedalaman mata bor sama dengan nol. Perubahan baja juga dapat dirasakan secara otomatis, menghilankan kesalahan dalam menentukan kedalaman lubang.



Gambar 2-24 : DM -1 Sistem Monitoring Produksi 2.1.2.11.2 DM-2 Sistem Pengenalan Material DM-2 menggunakan sensor getaran dan perangkat lunak pengenalan pola untuk proses secara otomatis dan menganalisis variable bor, menentukan geologi lubang bor. Dm-2 menentukan titik-titik lokasi permukaan bijih dan material buangan, kemudian memberikan informasi waktu sebenarnya dengan warna melalui layar LCD. Hasilnya langsung, dengan keakuratan hingga satuan sentimeter sebagai informasi untuk operator dan plan engineer.



Gambar 2-25 : DM-2 Sistem Pengenalan Material



Gabungan DM-1 dan DM-2 berfungsi sebagai berikut : 



rinci, informasi waktu geologi yang sebenarnya berdasarkan lokasi ke lokasi







peningkatan penggunaan bahan peledak, fragmentasi yang lebih baik dan pengurangan dilusi bijih.







konektifitas nirkabel ked an dari kantor tambang







laporan komprehensif produksi



2.1.2.11.3 Sistem Kontrol Pengeboran DM-3 memberikan operasi dan kinerja pengeboran yang konsisten di semua jenis kondisi, untuk semua tingkat keahlian operator. Dari antarmuka DM-1 atau DM-2 menjadi Programmable Logic Controller (PLC) modul dan aktuator elektrohidrolik, DM-3 memungkinkan membuat lubang bor secara otomatis dan desain kedalaman. Mengatur tekanan pull-down dan kecepatan putar dalam batas paling produktif untuk torsi dan getaran. Ini berarti kinerja lebih konsisten, dengan tingkat penetrasi dioptimalkan untuk perubahan kondisi downhole, dan manfaat utamanya adalah umur mata bor yang lebih lama dan peningkatan produktifitas.



Gambar 2-26 : DM-3 Sistem Kontrol Pengeboran 2.1.2.11.4 DM-3 menyediakan : 



mengurangi biaya pemeliharaan dan biaya pemakaian







mengoptimalkan operasi untuk produktifitas secara keseluruhan







kedalaman lubang lebih konsisten



2.1.2.12 Pedoman Sistem DM-5 Pedoman Sistem Pengeboran Vertikal menggabungkan resolusi tinggi, penerima Real Time Kinematic (RTK) GPS dan platform AMP. Hal ini memungkinkan operator untuk membuat target lubang ledak dalam satuan sentimeter. tanpa membutuhkan survey secara tradisional atau stake out. Setelah mesin bor dilevelkan (diratakan) dan mulai membuat lubang, DM-5 secara otomatis menentukan elevasi, menghitung kedalaman lubang yang diperlukan dan menampilkan informasi yang mudah dibaca melalui layar LCD. Dan semua informasi mengenai posisi lubang ledak disimpan oleh DM-5 dan dikirim ke kantor tambang untuk digunakan pada desain peledakan dan memperbaharui model geologi. Teknologi ini memungkinkan operator untuk menavigasi lubang ledak melalui layar navigasi. Gambar di bawah ini menunjukkan tampilan yang disediakan untuk operator selama fase navigasi posisi bor dan gambar kedua menunjukkan tampilan dalam 1 meter dari rancangan lokasi bor (tampilan secara otomatis diperbesar).



Gambar 2-27 : Tampilan Ketika Navigasi Lokasi dimana bor menekan lubang, bersamaan dengan data sensor (yang dapat diinterpretasikan sebagai informasi geologi) yang dapat disimpan dan dikirim kembali ke kantor engineering. Informasi yang disediakan oleh GPS, dari 2 penerima diatas tiang bor.



Gambar 2-28 : Penerima GPS 2.1.2.11.6 DM-6 : Pedoman Sistem Pengeboran Miring DM-6 memiliki fitur dasar yang sama dengan DM-5, namun secara khusus dirancang untuk digunakan pada mesin pengeboran miring dengan sudut lubang ledak antara 5 sampai 30 derajat dari sisi vertikal. Untuk pengeboran miring, DM-6 menggunakan sistem servo yang dikendalikan Automatic Levelling System (ALS) yang secara otomatis mempertahankan tingkat antena GPS. DM-6 juga menggunakan perangkat lunak yang dirancang untuk memfasilitasi pengaturan pengeboran dan meningkatkan akurasi lubang pengeboran miring. Dan seperti DM5, sistem ini juga menyimpan semua posisi lubang ledak, yang dikirim ke kantor tambang untuk memperbaharui rancangan. Penggunaan DM-5 dan DM-6, memungkinkan : 



lokasi lubang yang lebih besar dan akurasi kedalaman untuk pengeboran miring dan vertikal







waktu dan biaya yang dapat disimpan dan hasil ledakan yang baik.







penghapusan sebelum dan sesudah ledakan



2.1.2.11.7 Studi Kasus : Tambang Tembaga di Lembah Highland Sebuah posting audit dilakukan pada tahun 1998 yang pelaksanaannya menggunakan teknologi AQUILA pada B&E 49Rs di Tambang Tembaga Lembah Highland. Manfaat yang



dicapai setelah 1 tahun pemakaian tercantum di bawah ini. Perlu diingat, bahwa pengembangan lebih lanjut atau pemanfaatan dari data yang disediakan oleh pengeboran dapat digunakan untuk keperluan lain. 1. dengan merancang pola ledakan pada komputer, pertimbangan-pertimbangan rekayasa dapat lebih mudah diperhitungkan 2. HVC mampu menempatkan hingga 5 surveyor (yang sebelumnya akan menandai peledakan) untuk perluasan proyek selanjutnya 3. penciptaan pola tidak lagi menggunakan pemakaian survey dalam jumlah besar 4. kondisi iklim yang merugikan tidak lagi menghalangi desain ledakan dan implementasi 5. ada konsistensi dalam desain ledakan (hanya 1 teknisi yang membuat semua desain) 6. waktu desain berkurang (survey tidak diperlukan) 7. banyak operator bor yang kurang terampil dapat mengoperasikan meisn bor, karena posisi bor dibuat mudah melalui navigasi antarmuka. Ini juga cenderung meningkatkan produktifitas pemboran melalui pengurangan tramming dan waktu mengatur posisi. 8. meningkatkan pengawasan produktifitas dan penundaan yang disimpan dalam file log 9. jika diperlukan survey ulang pola pemboran dapat dihilangkan (menurut regulasi tambang, posisi setiap lubang harus diketahui sehingga bootlegs dapat dihindari) 10. perubahan paling penting yang ditimbulkan oelh penggnaan teknologi adalah peningkatan akurasi collaring (sampai dengan 1 meter dalam arah X dan Y yang umum, rata-rata kesalahan untuk X dan Y adalah 10 cm). Staf teknik mempertimbangkan bahwa besarnya fragmentasi menyebabkan peningkatan keausan shovel, truk dan crusher. 2.2 Peralatan Pengeboran 2.2.1 Contoh Masalah Pengeboran 2.2.1.1 Kecepatan Penetrasi Kecepatan penetrasi dapat dihitung dengan rumus :



VP=



48 x P M x Re π x D2 x E v



Dimana : VP = Kecepatan penetrasi (cm/min) PM = Daya pemboran (kgm/min)



Re = Pengeluaran energi tranmisi (biasanya antara 0,6 dan 0,8) D = Diameter lubang ledak (cm) Ev = Spesifik energi per unit volume (kgm/cm3) Catatan : Angka 48 digunakan untuk satuan imperial (PM = in-lb/min, D = in, Ev = in-lb/in3). Untuk satuan metrik, menggunakan 24 bukan 48. Perhatikan bahwa Ev dapat diperhitungkan dengan persamaan berikut : Ev = 13,900 x CRS + 15.500 dalam in-lb/in3 Dimana CRS adalah koefisien kekuatan batuan dan dalam Tabel 2-4 tersedia koefisien kekuatan berbagai jenis batuan. Tabel 2-4 : Koefisien Kekuatan Batuan dan Sifat Mekanik Batuan



Oleh karena itu, untuk menggabungkan konsep mengikuti contoh di bawah ini : Pertimbangkan Anda harus mengebor Basalt Duluth dengan bor berdiameter 1,5 inchi. Asumsikan tingkat kerja untuk pengeboran adalah 175.000 in-lb/min dan tingkat energi transfer adalah 0,7. Hitung kecepatan penetrasi! Langkah pertama : menghitung Ev. Dari Tabel 2-4, dapat dilihat CRS = 2,11 sehingga : Ev = 13.900 x (2,11) + 15.500 in-lb/in3 = 44.829 in-lb/in3 Langkah selanjutnya : menghitung kecepatan penetrasi



VP=



48 x 175.000 x 0,7 =18,56∈¿ min π x 44.829 x 1,52



2.2.1.2 Perhitungan Tingkat Produksi Pertimbangkan Anda baru saja membeli 2 Boom Drill Jumbo (yang memiliki 2 mesin bor perkusf yang digunakan bersamaan), yang akan digunakan untuk pembuatan drift bawah tanah. Lebar dan tinggi Heading adalah 15 feet. Untuk memenuhi desain peledakan diperlukan lubang dengan diameter 2,0 inchi dan panjang 10 feet. Bor ini digunakan oleh pemilik sebelumnya pada Limestone (Davenport) dengan diameter mata bor 1,5 inchi dan mencapai 45 inchi per menit per pengeboran. Batuan pada Heading sama dengan Granit dari Bulgaria (Tabel 2-5). Hitung berapa lama waktu yang diperlukan untuk mengebor jika diperlukan 45 lubang ! Asumsikan bahwa waktu collaring dan retaksi adalah 0,25 menit dan waktu reposisi 1,5 menit. Pertama, menggunakan drillability indeks dari Tabel 2-5, hitung kecepatan penetrasi yang baru jika mata bor yang berdiameter sama.



DRI a DRI b = PR a PR b Dimana DRI adalah drillability index dan PR kecepatan penetrasi, sehingga pemecahan untuk PRb :



PR b=



DRI b x PR a 0,45 x 45 = =11 ,3∈¿ min DRI a 1,79



Menggunakan persamaan pada Bagian 2.9.1, dimana F = (Da/Db)2 bertindak sebagai faktor koreksi perubahan diameter, sehingga untuk menghitung kecepatan penetrasi akhir yang diharapkan :



PRbexpected =PR b



Da 2 1,5 2 =11,3 =7,34 ∈¿ min Db 2



( )



( )



Oleh karena itu, untuk pengeboran 10 feet, perhitungan waktu pengeboran menjadi :



drill t ime=



10 ft x 12∈¿ ft =16,33 min 7,34∈¿ min



Sehingga, waktu pengeboran per lubang adalah :



16,33 + 0,25 (collar time) + 0,25 (retract time) + 1,5 (reposition time) = 18,33 menit/lubang Karena ada 45 lubang dan 2 booming, sehingga : (18,33 x 45)/2 = 412 menit/putaran Tabel 2-5 : Indeks Drillability dan Abrasi Berbagai Batuan Dibandingkan dengan Barre Granite