PROSIDING SEMINAR NASIONAL GEOFISIKA 2014 Optimalisasi Sains dan Aplikasinya Dalam Peningkatan Daya Saing Bangsa Makassar, 13 September 2014

Transkripsi

1 Studi Kinerja Alat Drill Cubex 6200 Lh1 Megamatic Di Area Caving Tambang Bawah Tanah, Deep Ore Zone (Doz) West Area Pt Freeport Indonesia, Tembagapura Papua Malik Pertambangan Fakultas Teknik, UVRI Makassar Sari PT.Freeport Indonesia pengoperasikan tambang bawah tanah Deep Ore Zone (DOZ) menggunakan Metode Block Caving (Ambrukan). Pada kegiatan pengembangan daerah ambrukan (Caving Development) DOZ ditunjang oleh salah satu peralatan tambang bawah tanah Alat Drill Model Cubex 6200 LH1 Megamatic berfungsi membuat lubang ledak (blasting hole) dengan sistem pemboran kipas(fan drilling) untuk ambrukan. Hasil pengambilan waktu kinerja dan spesifikasi alat Drill Cubex 6200 LH1 Megamatic dalam pemboran sistem pemboran kipas(fan drilling) adalah : 1. Daerah Level Ambrukan (Drill Drift) dan Level Produksi (Drawbell) diperoleh kecepatan pemboran rata-rata dalam 1 shift untuk front face Drill Drift = 17 m/jam sedangkan Drawbell = 15 m/jam, dimana kedalaman rata-rata lubang Drill Drift = m/shift; Drawbell = 75.4 m/jam. Berdasarkan tipe batuan, Diorit memiliki keunggulan, kecepatan drill rata-rata dalam 1 shift = m/jam; kedalaman lubang rata-rata = m/shift. 2. Utilisasi aktual rata-rata dalam 1 shift yaitu waktu efektif kerja = 3.8 jam/shift; waktu tunggu = 0.3 jam/shift; waktu hambatan = 1.4 jam/shift serta Availability Index= 71.69%; Physical Availability= 74.27%; Use of Availability= 90.13%; Effective Utilization= 68.05%. Volume Equivalen rata-rata/shift untuk Drawbell = 432 m 3 /m; Drill Drift = m 3 /m, sedangkan material terbongkar rata-rata/shift dimana Drawbell= ton; Drill Drift= ton. Drill Rate Index, Diorite = 11 (Tinggi); Abrasivitas Sandstone-Marble = 18 (Sangat Abrasiv). Nilai mekanikal sebagai pembanding dengan standar spesifikasi alat dimana variabel yang lebih besar dari standar alat yaitu Laju Efisiensi = 23.04%; Penetration Rate batuan Diorite = 62.7 ft/jam (Tertinggi); RPM aktual = 134.7; dan Volume Flushing = 1.5 liter/detik. Dari hasil perhitungan setiap jam terjadi 1 kali kerusakan; Peningkatan produksi ton/hari maka dibutuhkan penambahan 2 unit alat Drill Cubex 6200 LH1 Megamatic dan material yang harus dibongkar adalah ton/hari. PENDAHULUAN PT Freeport Indonesia merupakan salah satu perusahaan pertambangan bijih tembaga dan emas di Indonesia yang berada di Tembagapura, Kabupaten Mimika, Propinsi Papua. Dua sistem penambangan utama yaitu Tambang Terbuka (Open Pit Mine) serta Tambang Bawah Tanah (Underground Mine). Tambang bawah tanah Deep Ore Zone (DOZ) menggunakan Metode Ambrukan atau Runtuhan Blok (Block Caving) dimana dalam proses ambrukan ini didahulukan pemboran dan peledakan terhadap badan bijih terlebih dahulu di Level Undercut. Salah satu alat bor yang digunakan adalah Alat Drill Cubex 6200 LH1 Megamatic. Menghadapi peningkatkan produksi dimasa yang akan datang diperlukan suatu studi mengenai ketersediaan, kegunaan, dan jumlah alat yang dibutuhkan ditinjau dari jam operasi, umur alat, serta kendala yang sering muncul. Berdasarkan fakta di lapangan bahwa ketersediaan alat Drill Cubex 6200 LH1 Megamatic mencapai 80%, maka pengaruh terhadap utilisasi alat serta peningkatan produksi dan kualitas lubang bor dalam pekerjaan pemboran Alat Drill Cubex 6200 LH1 Megamatic menjadi latar belakang penelitian. TINJAUAN UMUM Lokasi Kesampaian Daerah Operasi penambangan bijih tembaga PT Freeport Indonesia terletak di dataran Papua, yaitu di wilayah admistratif pemerintahan Kabupaten Mimika, Propinsi Papua, tepatnya posisi lintang 04º3 25 LS LS dan BT - 137º08 02 BT (lihat gambar 2.1). Pertambangan PT Freeport Indonesia (PTFI) terbentang dari lokasi penambangan bijih di Grasberg sampai pelabuhan Amamapare yang panjangnya kurang lebih 125 km. Secara garis besar area penambangan PTFI dapat dibagi menjadi dua kelompok besar, yaitu: 1. Daerah Lowland Lowland adalah daerah dataran rendah meliputi pelabuhan Amamapare (Portsite), perumahan karyawan dan kantor admistrasi di Kuala Kencana, beberapa lokasi support lainnya (laboratorium, bengkel, pelabuhan udara, pelabuhan laut, daerah pengendapan tailing/tailing dam, penimbunan kargo, stasiun pompa bahan bakar). 2. Daerah Highland Highland adalah dataran tinggi meliputi perumahan karyawan di Hidden Valley (Mile 66), Kantor 69

2 Admistrasi dan perumahan karyawan Tembagapura (Mile 68), Ridge Camp (Mile 71), Proccess Plant & Power Plant (Mile 74), serta GBT (Gunung Bijih Timur), Amole, DOZ (Deep Ore Zone), IOZ (Intermediated Ore Zone), MLA (Mill Level Adit), Big Gossan dan lokasi Open Pit Grasberg. Ct = Siklus pemboran, detik Pt = Waktu untuk mengambil posisi alat bor ke titik pemboran (Positioning time, Pt), detik SA = Setting Alat, detik Cl = Collaring, detik Btn = Waktu untuk membor dengan batang bor ken, (Boring Time n, Btn), detik Stn = Waktu untuk mengangkat, melepaskan dan menyambung batang bor ke - n, (Stoping Time, Stn), detik Sedangkan untuk siklus pemboran (Cycle Time rata-rata Ctr, jam) adalah : Ctr = ( Σ Ct / Σ n ) / (3) Σ Ct = Jumlah keseluruhan Cycle Time (detik) Σ n = Jumlah waktu pemboran yang diamati. 3. Kedalaman Pemboran Gambar 1. Peta Lokasi Kontrak Karya (KK) PT Freeport Indonesia. LANDASAN TEORI Kecepatan Pemboran Kecepatan pemboran dipengaruhi banyak faktor seperti sifat fisik batuan, penyebaran tegangan, geologi, dan dimensi pemboran (Drilling and Blasting of Rock - Jimeno, dkk, 1985, hal ). Hal tersebut mengakibatkan para teknisi mengalami kesulitan dalam menentukan kecepatan pemboran. Prosedur dipakai untuk menentukan kecepatan pemboran di lapangan adalah estimasi berdasarkan waktu pemboran. 1. Waktu Pemboran Waktu pemboran adalah rangkaian waktu yang dipakai untuk membuat satu lubang bor dari awal pemboran atau collaring sampai akhir pemboran dan selanjutnya siap membuat lubang bor yang baru. Bt = Cl + Bt 1 + Bt 2 + Bt Bt n... (1) Bt = Waktu pemboran, detik Cl = Collaring, detik Btn = Waktu pemboran ke-n, detik 2. Siklus Pemboran (Cycle Time) Waktu siklus pemboran adalah waktu yang dibutuhkan oleh alat bor untuk menyelesaikan satu lubang bor. Siklus pemboran (Cycle Time, Ct) untuk batang bor ke-n : Ct = Pt+SA+Cl+Bt 1 +St 1 +Bt + St +Bt n +St n +Dt... (2) Kedalaman pemboran (Hr) keseluruhan dapat diketahui dengan menggunakan persamaan : Hr = Σ H / Σ n... (4) Hr = Kedalaman lubang bor rata-rata, m Σ H = Jumlah kedalaman lubang bor yang pengamatan, m Σ n = Jumlah pengamatan kedalaman lubang bor Dari pengamatan ini akan diperoleh kecepatan pemboran rata-rata (average drilling rate atau gross drilling rate) yaitu kecepatan pemboran yang dicapai per satuan waktu dengan telah memperhitungkan seluruh elemen waktu operasi pemboran dalam satu putaran (round). 4. Jumlah Lubang Jumlah lubang adalah kemampuan satu alat bor menyelesaikan lubang bor dalam 1 jam. Jumlah lubang dapat ditentukan dari efisiensi pemboran dan siklus waktu. EU x 60 menit / jam x JH x Ct=... (5) JH = Jumlah lubang / jam EU = Effisiensi pemboran, % Ct = Siklus waktu pemboran, menit 5. Kecepatan Pemboran rata-rata (Drr) : Drr = Hr / ( Bt x 3600 )... (6) Drr = Kecepatan pemboran rata-rata, m/jam Hr = Kedalaman pemboran rata-rata, m Btr = Waktu pemboran rata-rata, detik 70

3 Utilisasi Alat Drill Cubex 6200 LH1 Megamatic Operator Efisiensi Manusia yang menggerakan alat sangat sukar untuk ditentukan efisiensinya secara tepat, karena selalu berubahubah dari hari ke hari bahkan dari jam ke jam, tergantung dari keadaan alat yang dipakai, suasana kerja, front face, dll. Kadang suatu perangsang dalam bentuk upah tambahan (incentive) dapat mempertinggi efisiensi operator. Sebenarnya efisiensi operator tidak hanya disebabkan karena kemalasan pekerjaan itu, tetapi juga karena kelambatan dan hambatan yang tidak mungkin dihindari, seperti : melumasi kendaraan, mengganti spare part yang aus, membersihkan bagian yang sudah sekian jam dipakai, kondisi front face, dll. Karena hal tersebut di atas jarang sekali selama satu jam, operator betul betul dapat bekerja selama 60 menit (lihat Tabel 1). Jadi dalam menentukan jumlah waktu yang dibutuhkan untuk menyelesaikan suatu pekerjaan harus diingat juga efisiensi pekerjaannya. Tabel 1. Operator Efisiensi Macam Alat Efisiensi Baik Sekali Efisiensi Sedang Eff. Kurang Baik / Eff. Malam Hari 75% = 45 Crawler Tractor 92% = 55 min/jam 83% = 50 min/jam min/jam Berban 83% = 50 75% = 45 67% = 40 karet min/jam min/jam min/jam (Sumber: Engineering PT. Freeport indonesia) Parameter Utilisasi Alat Drill Cubex 6200 LH1 Megamatic dapat ditentukan oleh beberapa variabel di bawah ini diantaranya : 1. Availability Index atau Mechanical Availability (A.I) 2. Physical Availability atau Operational Availability (P.A) 3. Use of Availability (U.A) 4. Effective Utilization (E.U) Metode Penambangan Block Caving Block Caving atau runtuhan atau ambrukan blok adalah metode penambangan dengan memotong besarnya luas area penampungan bagian bawah dari blok bijih untuk runtuhan bijih di atas Level Undercut. Dengan metode ini akan terbentuk gua ambrukan (Cave) yang nantinya akan terjadi perambatan ambrukan (cave propagation) pada bijih akibat tekanan dari atas yang mempunyai beban badan bijih itu sendiri, dan sifat batuan berada di daerah cave yang mudah ambruk karena adanya gaya gravitasi. Bidang pada massa batuan dengan ukuran yang telah ditentukan akan diledakkan pada tahap undercutting. Penarikan bijih hasil runtuhan pada bagian bawah kolom bijih menyebabkan proses runtuhan akan berlanjut ke atas sampai semua bijih di atas level undercut runtuh dan ditarik untuk proses selanjutnya. Penerapan atau konsep metoda Block Caving memperhatikan beberapa hal terutama keadaan bijih yang sesuai menurut W.A Hustrulid., Underground Mining Method Hand Book, 1982, hal: 207, yaitu: Kekuatan bijih lemah sampai kuat ( MPa), dengan batas bijih dan batuan jelas. Diutamakan massa bijih rapuh yang mempunyai retakan atau kekar sehingga dapat runtuh dengan sendirinya serta pola retakan yang sesuai. Vein lebih lebar atau pada lapisan cadangan bijih yang tebal (± >30 m), cebakan massive homogen terletak di bawah overburden bersifat segera runtuh. Sistem ini cocok untuk badan bijih dengan kadar relatif rendah. Keuntungan metode penambangan Block Caving menurut W.A. Hustrulid, Underground Mining Method Hand Book, 1982, hal: 207, yaitu : Cocok untuk penarikan dengan gaya gravitasi untuk penanganan material. Pemecahan batuan dalam produksi keseluruhan disebabkan karena proses peronggaan. Produksi terpusat membuat pengawasan menjadi efisien sehingga produktivitas pekerja tinggi dan pemeriksaan kondisi kerja menjadi lebih teliti. Produktivitas tinggi dengan berkisar ton per shift per karyawan maksimum ton per shift per karyawan. Pembuatan sistem ventilasi tidak terlalu kompleks dibandingkan metode penambangan bawah tanah lain. Memungkinkan ventilasi natural yang sangat memuaskan, kondisi kesehatan dan keselamatan pekerja lebih baik, kecuali daerah undercutting dan penarikan bijih. Perolehan atau recovery tinggi antara %, tetapi pengotor (dilution) mungkin juga tinggi antara %. Sedangkan kerugian metode penambangan Block Caving menurut W.A Hustrulid., Underground Mining Method Hand Book, 1982, hal: 207, yaitu : Mempersiapkan blok batuan sebelum tambang berproduksi atau development membutuhkan waktu lama dan modal relatif besar. Pembuatan jalur penyanggaan pada daerah penarikan bijih sangat mahal dan akan berpengaruh pada produksi. Permintaan produksi meningkat tidak dapat langsung dipenuhi karena dibutuhkan waktu lama untuk mempersiapkan blok produksi. Terjadi pengotoran (dilution) antara bijih dengan waste. 71

4 Metode ini tidak fleksibel, tidak memungkinkan merubah ke metode penambangan lain. Terjadi masalah dengan adanya lumpur basah (wet muck). Terjadi penurunan permukaan dari batuan diatasnya atau subsidence. Daerah di sekitar runtuhan memiliki bahaya bagi pekerja tambang. Alat Drill Cubex 6200 LH1 Megamatic Alat Drill Cubex 6200 LH1 Megamatic adalah Hydraulic Drilling Machine kebanyakan digunakan dalam dunia pertambangan dengan memiliki kelebihan khusus pada pengerjaan pemboran tambang bawah tanah sesuai dengan kondisi kerja. Keuntungan penggunaan Alat Drill Model Cubex 6200 LH1 Megamatic, adalah : 1. Dapat melakukan pekerjaan pemboran untuk arah vertikal sampai miring 2. Kemampuan kedalaman lubang ± 25 m, cocok untuk pemboran pola kipas (fan drilling). 3. Track yang digunakan adalah crawler sehingga dapat bekerja pada front face berlumpur ataupun berbatuan. 4. Sistem penggerak utama adalah menggunakan energi listrik atau tenaga electric, tidak menimbulkan polusi asap pada front face. Adapun spesifikasi mekanik dari Alat Drill Cubex 6200 LH1 Megamatic dapat dilihat pada lampiran 5. Mekanika Alat Drill Cubex 6200 LH1 Megamatic Pembagian mekanika pemboran alat Drill Cubex 6200 LH1 Megamatic berdasarkan : Top Hammer Drilling Top Hammer Drilling adalah mekanisme kerja untuk alat drill model Cubex 6200 LH1 Megamatic. Biasanya dipakai untuk pemboran batuan yang lunak sampai keras dengan diameter berkisar 22 mm sampai dengan 254 mm (7/8 10 ). Top Hammer Drilling dapat diklasifikasikan berdasarkan ukuran dan prinsip kerja adalah Hydraulic Crawler - Drill dimana dijalankan oleh tenaga dari media transmisi energi berupa electric. Top hammer drilling merupakan kombinasi dari 4 (empat) fungsi atau kegiatan, yaitu : 1. Percussion 2. Feed 3. Rotation 4. Flushing PENUTUP A. KESIMPULAN Dari hasil pengamatan dan perhitungan kinerja Alat Drill Cubex 6200 LH1 Megamatic pada Area Caving lokasi tambang bawah tanah Deep Ore Zone (DOZ) West Area, PT Freeport Indonesia, diperoleh kesimpulan sebagai berikut: 1. Parameter yang mempengaruhi kemampuan alat Drill Cubex 6200 LH1 Megamatic pada pekerjaan pemboran tambang bawah tanah DOZ, yaitu : Nilai kelayakan alat rata-rata diperoleh lebih besar dari standar penentuannya atau alat bekerja melebihi kemampuan alat tersebut. Nilai mekanikal sebagai pembanding dengan standar spesifikasi alat dimana variabel yang lebih besar dari standar alat yaitu laju efisiensi = 23.04%; penetration rate batuan DOZ = ft/jam ; RPM aktual = 134.7; dan volume flushing = 1.5 liter/detik. Tipe batuan diorit menghasilkan kualitas lubang bor lebih baik diantara jenis batuan yang terdapat pada lokasi tambang bawah tanah Deep Ore Zone. Kedalaman lubang pemboran yang dihasilkan rata-rata = m/shift dan Drill Rate Index, Diorit memiliki klasifikasi tinggi. Abrasivitas batuan Diorit tergolong rendah abrasiv yaitu setiap kedalaman 108 m memakai 1 mata bor. Kondisi tempat kerja yang dihasilkan pada pemboran lokasi front face level undercut drill drift lebih efektif. Dimana kecepatan rata-rata untuk drill drift = 17 m/jam sedangkan kedalaman lubang drill drift = m/shift. Utilisasi aktual rata-rata dalam 1 shift yaitu waktu efektif kerja = 3.8 jam/shift (69%); waktu tunggu = 0.3 jam/shift (6%); waktu hambatan = 1.4 jam/shift (25%) serta Availability Index = 71.69% (kurang baik) ; Physical Availability = 74.27% (kurang baik) ; Use of Availability= 90.13% (Sedang) ; Effective Utilization= 68.05% (kurang baik). 2. Pencapaian kualitas pekerjaan pemboran ditunjukkan oleh beberapa indikator pekerjaan diantaranya segi pencapaian target indikator kinerja (KPI s) dibandingkan KPI s target bulan Agustus 2012 rata-rata memiliki peningkatan atau 1.13:1 (Drawbell); 1.07:1(Undercut). Sedangkan pelayanan kebutuhan ambrukan alat Drill Cubex 6200 LH1 Megamatic mampu melayani kebutuhan ambrukan/bulan = 4 unit alat aktif, dapat mengerjakan 5 ambrukan level Undercut (Drill Drift) dan 5 ambrukan level produksi (Drawbell). Kebutuhan alat Drill Cubex 6200 LH1 Megamatic dalam peningkatan produksi ton/hari maka dibutuhkan penambahan 2 unit alat Drill Cubex 6200 LH1 Megamatic dan material yang harus dibongkar adalah ton/hari. 3. Amortisasi alat Drill Cubex 6200 LH1 Megamatic berdasarkan status mekanikal yaitu sisa waktu bekerja alat 4 unit alat adalah sekitar 4 tahun = jam kerja, karena mengalami breakdown jam/tahun maka waktu kerja aktual = 72

5 jam atau 93.92% dengan asumsi bahwa breakdown rata-rata 6.08%. B. SARAN Berdasarkan hasil perhitungan serta pengamatan lapangan, saran yang dapat diberikan untuk meningkatkan kinerja Alat Drill Cubex 6200 LH1 Megamatic adalah : 1. Beberapa variabel pemboran terutama waktu hambatan harus dikurangi seperti flushing, waktu hambatan non-mekanik dan mekanik untuk peningkatan performa alat atau pemakaian alat pada kegiatan pemboran. 2. Waktu hambatan jika dapat dikurangi 1 menit, maka diperoleh keuntungan pada drill drift: kedalaman lubang = m serta drawbell: kedalaman lubang = m. Sedangkan faktor hambatan yang dapat dikurangi pada meeting dan persiapan pemboran. Alat atau Bagian yang mengalami kerusakan (frekwensi dan waktu hambatan) relatif besar, harus mendapatkan skala prioritas perbaikan ataupun pergantian. DAFTAR PUSTAKA Cubex Technology, 1999, Cubex 6200 Megamatic Maintenance Manual, Canadian Drilling Technology, Mannittoba - Canada. Daud Y, 2004, Perawatan dan Perbaikan Mesin Drill Tambang Cubex 6200 LH1 Megamatic PT Freeport Indonesia, Poltek Malang, Malang. Carlos Lopez Jimeno, 1995, Drilling and Blasting Of Rock A.A. Balkema, Rotterdam, Brookfield. Moehlim dkk, 1996, Supervisory Teknik Peledakan, Tim Pengelola IWPL Pertambangan Umum, Bandung. Per-Anders Persson etl, 1994, Rock Blast and Explosive Engineering, CRC Press, Beca Raton. Koesnaryo, 2001, Desain of Rock Blasting & Rancangan Peledakan batuan Jurusan Teknik Pertambangan, Fakultas Teknologi Mineral, Universitas Pembangunan Nasional Veteran Yogyakarta, DI Yogyakarta. WA Hustrulid, 1982, Underground Mining Methods Handbook 1 & 2, The America Institute of Mining, Metallugical, and Petroleum Engineers Inc, New York. 73