ANALISIS KEMANTAPAN LERENG P3 WEST TAMBANG GRASBERG PT FREEPORT INDONESIA MENGGUNAKAN METODE KLASIFIKASI MASSA BATUAN

Transkripsi

1 ANALISIS KEMANTAPAN LERENG P3 WEST TAMBANG GRASBERG PT FREEPORT INDONESIA MENGGUNAKAN METODE KLASIFIKASI MASSA BATUAN Tugas Akhir Disusun sebagai salah satu syarat dalam memperoleh gelar Sarjana Program Studi Teknik Pertambangan Institut Teknologi Bandung oleh : ROY ENRICO SITOHANG PROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGAN FAKULTAS TEKNIK PERTAMBANGAN & PERMINYAKAN INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2008

2 ANALISIS KEMANTAPAN LERENG P3 WEST TAMBANG GRASBERG PT FREEPORT INDONESIA MENGGUNAKAN METODE KLASIFIKASI MASSA BATUAN TUGAS AKHIR Disetujui untuk Program Studi Teknik Pertambangan ITB Oleh : Roy Enrico Sitohang Dr.Ir.Ridho Kresna Wattimena, MT. Pembimbing

3 Tetapi carilah dahulu Kerajaan Allah dan kebenarannya, maka semuanya itu akan ditambahkan kepadamu. Sebab itu janganlah kamu kuatir akan hari besok, karena hari besok mempunyai kesusahannya sendiri. Kesusahan sehari cukuplah untuk sehari. (Matius 6 : 33 34) Untuk Yang Tersayang : Bapak, Mama, Abang, Kakak dan Adikku

4 Analisis Kemantapan Lereng P3 West Tambang Grasberg PT Freeport Indonesia Menggunakan Metode Klasifikasi Massa Batuan RINGKASAN Adanya dugaan awal tentang keterdapatan struktur geologi lokal berupa lipatan di sekitar lereng P3 West tambang Grasberg telah memicu dilakukannya suatu penelitian yang lebih detail mengenai pengaruh keberadaan, orientasi dan karakteristik kekar yang ada terhadap kondisi kemantapan lereng tersebut. Adapun upaya yang dilakukan untuk mengetahui keberadaan, orientasi dan karakteristik kekar tersebut yaitu melalui kegiatan Core Orienting. Hasil pengamatan kemudian dianalisis dengan menggunakan metode klasifikasi massa batuan Rock Mass Rating (RMR) dan Slope Mass Rating (SMR) untuk mengetahui kondisi kemantapan lereng tersebut. Hasil penelitian menunjukkan bahwa secara umum nilai RMR massa batuan pembentuk lereng terdistribusi pada kelas massa batuan sedang (RMR 41-60) sebanyak 40.79% dan baik (RMR 61-80) sebanyak 59.21%. Juga diperoleh nilai SMR massa batuan pembentuk lereng yaitu terdistribusi pada kelas massa batuan baik (SMR 61-80) sebanyak 52.55% dan sangat baik (SMR ) sebanyak 47.45%. Ini menunjukkan bahwa secara umum lereng P3 West berada dalam kondisi stabil dengan kemungkinan terjadi longsoran hanya di beberapa blok kecil, sehingga sistem perkuatan atau penyanggaan tidak diperlukan untuk lereng ini. Metode klasifikasi massa batuan SMR memiliki keterbatasan dalam menganalisis kemantapan lereng karena tidak memperhitungkan pengaruh geometri lereng terhadap kondisi kemantapan lereng. Metode ini tidak dapat dipakai sebagai satu-satunya metode dalam analisis dan perancangan lereng. Oleh sebab itu diperlukan penelitian lebih lanjut dengan menggunakan metode numerik berupa pemodelan lereng. i

5 Slope Stability Analysis of P3 West Grasberg Mine PT Freeport Indonesia Using The Rock Mass Classification Method ABSTRACT Presumption of the existence of the local geological structures such as fold around the P3 West slope have triggered more detail research about the effect of the cracks existence and orientation to the slope stability condition. Core Orienting activity had done to collect the information about the existence, orientation and characteristic of the cracks. Results of this Core Orienting activity were analyzed using the rock mass classification methods such as Rock Mass Rating (RMR) and Slope Mass Rating (SMR) to gather information about the slope stability condition. Generally, the results of this research show that the rock mass RMR values are classified into fair rock mass class (RMR range 41-60) and good rock mass class (RMR range 61-80). Also the rock mass SMR values are classified into good rock mass class (SMR range 61-80) and very good rock mass class (SMR range ). It indicates that generally, the P3 West slope is in a stable condition and the probability of the failure that might happen is just in some small blocks. So, there is no need using the supporting system for this slope. The SMR rock mass classification method has a limitation in slope stability analysis because it doesn t calculate the influence of slope geometry to the slope stability condition. It should not be used as the only way to analyze and design a slope. Therefore, some further research using the slope modeling is needed. ii

6 KATA PENGANTAR Segala puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah Bapa, Tuhan Yesus Kristus beserta Roh Kudus yang tak pernah henti-hentinya mencurahkan limpahan kasih sayang, berkat dan karunia kepada penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian Tugas Akhir ini. Penelitian Tugas Akhir ini dibuat sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik dari Program Studi Teknik Pertambangan, Fakultas Teknik Pertambangan dan Perminyakan, Institut Teknologi Bandung dan mengambil judul Analisis Kemantapan Lereng P3 West Tambang Grasberg PT Freeport Indonesia Menggunakan Metode Klasifikasi Massa Batuan. Dalam penelitian Tugas Akhir ini, penulis banyak mendapat pengetahuan, wawasan dan masukan yang sangat berguna dari berbagai pihak. Untuk itu, penulis menyampaikan rasa terima kasih dan penghargaan kepada : 1. Tuhan Yesus Kristus atas segala limpahan kasih sayang, berkat dan karunia- Nya kepada penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian Tugas Akhir ini. 2. Bapak Dr. R. Sitohang, SpB dan Mama N. Siregar yang selalu dan tak pernah henti mencurahkan kasih sayang serta dukungan kepada penulis baik dukungan doa, moril dan materiil sehingga penulis tetap semangat melaksanakan penelitian Tugas Akhir ini. 3. Keluargaku tercinta : abang-abangku Rommy, Rommel dan Rocky, kakakku Nancy, kakak iparku Kiky serta adik-adikku Nenny dan Robby yang juga selalu memberi dukungan dan semangat kepadaku hingga berakhirnya penelitian Tugas Akhir ini. 4. Dr.Ir. Ridho Kresna Wattimena, MT., selaku Ketua Program Studi Teknik Pertambangan, Dosen Wali Tambang Umum Angkatan 2003 sekaligus juga selaku Dosen Pembimbing penulis yang telah memberikan banyak sekali bantuan kepada penulis dalam menyelesaikan penelitian Tugas Akhir ini. iii

7 5. Seluruh dosen, staff dan karyawan Program Studi Teknik Pertambangan dan Teknik Metalurgi ITB. 6. PT Freeport Indonesia, yang telah bermurah hati memberikan saya kesempatan melakukan penelitian selama 3 bulan. 7. Seluruh tim GRS Geotech & Hidrology Department : Mr.Steve Ericksen (GenSupt.), Mr.Steve Schmelter (Supt.), Pak Loran Budiyono, Pak Trijanto Poespito, Pak Rully Rachmatullah, Pak Arjuna Ginting, Pak Rahadian Widiadi, Mas Fardinal, Mas Tamtam, Mas Fadli, Pak Supandi, Pak Sukaerang serta yang lainnya atas segala bantuan dan bimbingan kepada penulis selama mengumpulkan data di lapangan. 8. Seluruh tim GRS Geology : Pak Slamet Widagdo, Pak Nur Wiwoho dan Bang Julius Sirait serta yang lainnya atas ilmu geologi yang diajarkan kepada penulis. 9. Seluruh Supervisor, Driller dan Shifter PT Pontil Indonesia yang telah bersama-sama kru Core Orienting selama 14 jam sehari baik pagi maupun malam menaklukkan liarnya alam Grasberg. 10. Rekan-rekan sesama Core Orientor yaitu Dimoris Silalahi, Drajat Duta Subantara dan Jimmy Ginting Manik atas segala bantuan dan bimbingan kepada penulis ketika pengumpulan data di lapangan. 11. Teman-teman INTERNSHIP 2006 : Mas Riyanto Betet IMG ITB 01, Mario, Wempy, Fransiskus, Lesnanto, Alexander, Antonix, Bang Yoga HMT ITB 01, Bang Alva HMT ITB 01, Bang Budianto HMT ITB 01, Kuskus HMT ITB 02, Dimoris HMT ITB 02, Drajat HMT ITB 02, Jimmy Ginting HMT ITB 02, Jafnie HMT ITB 02, Walasri HMT ITB 02, Anto Kecil, Nahor, Pitres, Sandy, Marlina, Sipora, Hera, Fidly, Orvelly, Imanuel, Steven Mitchell, Godwin, Novita Elektro ITB 03, Nina, Umar, Aan, Ariel HMP ITB 03. Senang mengenal kalian semua teman-teman. 12. Seluruh teman-temanku Angkatan 2003 baik dari Teknik Pertambangan maupun Teknik Metalurgi yang telah bersama-sama melewati segala halangan dan rintangan di kampus kita yang tercinta ini, terutama Kelompok Perpetaan : Michael Bindu Hutahaean, Simon Heru Prassetyo, Anton Riky Sianturi, Rudianto Sitanggang, Martin Pangaribuan, Radja Nove Putra, Marolop Sirait. 13. Hendrawan Hamcoy Susanto, selaku teman seperjuangan bimbingan Tugas Akhir dengan Pak RKW. iv

8 14. Seluruh rekan-rekan Himpunan Mahasiswa Tambang (HMT) ITB. Go.. Fight.. Win..!! 15. Jimmy Ginting Manik atas segala bantuan dan tambahan pengetahuan yang diberikan sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian Tugas Akhir ini. 16. Penghuni dan mantan penghuni The Mansion KBT 11B : Mas Dudi, Mbak Nuri, Pak Luki dan keluarga, Eko, Andrie, Edo, Eki, Odi, Faisal, Gaga, Anton, Jamal, Ieup, Mas Wawan, Yudi, Pak Wit, Fuad, Wahyu, Endro, Lastiko, Michael dan Marshal atas segala kebersamaan dan keceriaan yang menemani penulis selama hidup di perantauan. 17. Teman-teman Ikatan Alumni SMU Santo Thomas 1 Medan (IKASATU) : The Missedcall Ranger (Michael, Franky, Johannes, Romi, Amry, Fransiskus), Yavta, Krisantus, Diana, Meilina, Koko, Agung, Panca, Veja, Wahyudi serta yang lainnya. Mari kita tetap mengharumkan nama sekolah kita. 18. Teman-teman CHIP Forum terutama CHIPERS Medan : noob_saybot, Laurence Simanjorang, apachegank, Dinand Ginting, B.M/F, testament85 alias Hadi, richps, gadgeterz, HRazakee, gsb serta yang lainnya atas segala kebersamaan kita di dunia maya maupun saat berkumpul bersama. 19. Last but not least, terima kasih buat orang-orang yang mungkin tidak tersebut di atas, penulis tetap menghargai segala dukungan yang diberikan. Penulis menyadari bahwa penulisan Tugas Akhir ini masih memiliki banyak kekurangan. Untuk itu, saran dan kritik dari berbagai pihak selalu penulis harapkan demi pengembangan dan perbaikan di masa yang akan datang. Semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi pihak-pihak yang memerlukannya. Untuk Tuhan, Bangsa dan Almamater. Merdeka..!! Bandung, Juli 2008 Penulis v

9 DAFTAR ISI RINGKASAN ABSTRACT KATA PENGANTAR DAFTAR ISI DAFTAR TABEL DAFTAR GAMBAR DAFTAR GRAFIK DAFTAR LAMPIRAN Halaman i ii iii vi ix x xii xiii BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Tujuan Penelitian Metode Penelitian Pembatasan Masalah Sistematika Penulisan Diagram Alir Penelitian 4 BAB II TINJAUAN UMUM Sejarah Singkat PT Freeport Indonesia Lokasi dan Ketersampaian Daerah Iklim dan Curah Hujan Tipe Material Tambang Terbuka Grasberg Kegiatan Penambangan Waste Dump (Tempat Pembuangan Tanah Penutup) Kajian Geoteknik Grasberg 12 vi

10 BAB III TEORI DASAR Jenis-Jenis Longsoran Longsoran Bidang (Plane Failure) Longsoran Baji (Wedge Failure) Longsoran Guling (Toppling Failure) Longsoran Busur (Circular Failure) Konsep Massa Batuan, Struktur Batuan dan Bidang Diskontinu Massa Batuan Struktur Batuan Bidang Diskontinu Metode Kesetimbangan Batas Mekanisme Longsoran Longsoran Akibat Beban Gravitasi Pengaruh Tekanan Air Pada Kuat Geser Hukum Tegangan Efektif Pengaruh Tekanan Air Pada Rekahan Tarik Perhitungan Faktor Keamanan Lereng Longsoran Bidang Longsoran Baji Longsoran Guling Longsoran Busur Analisis Tegangan Regangan Klasifikasi Massa Batuan Rock Quality Designation (RQD) Metode Langsung Metode Tidak Langsung Geomechanics Classifications (Rock Mass Rating System) Parameter Rock Mass Rating (RMR) Orientasi Kekar (Orientation of Discontinuities) Penggunaan Rock Mass Rating (RMR) Rock Mass Rating basic (RMR basic ) Slope Mass Rating (SMR) 51 vii

11 BAB IV DATA DAN PENGOLAHAN DATA Data Data Rock Quality Designation (RQD) Data Oriented Core Data Perhitungan RMR basic Data Perhitungan SMR Pengolahan Data Perhitungan Nilai RQD Perhitungan Nilai RMR basic Pembobotan Parameter Kekuatan Batuan Utuh Pembobotan RQD Pembobotan Parameter Spasi Kekar Pembobotan Parameter Kondisi Kekar Pembobotan Parameter Kondisi Air Tanah Perhitungan Nilai RMR basic Perhitungan Nilai SMR 70 BAB V ANALISIS Analisis Pengambilan Data Core Orienting Analisis RQD Analisis RMR basic Analisis SMR Analisis Kemantapan Lereng 84 BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran 85 DAFTAR PUSTAKA 86 LAMPIRAN viii

12 DAFTAR TABEL Tabel Halaman 2.1 Koordinat Cross Section untuk Desain Geoteknik Grasberg Sudut Interamp Berdasarkan Cross Section Sistem Klasifikasi Massa Batuan (Palmstrom, 2000) Hubungan RQD dan Kualitas Massa Batuan (Deere, 1967) Kekuatan Material Batuan Utuh (Bieniawski, 1989) Rock Quality Designation (RQD) (Bieniawski, 1989) Jarak Antar Kekar (Bieniawski, 1989) Panduan Klasifikasi Kondisi Kekar (Bieniawski, 1989) Kondisi Air Tanah (Bieniawski, 1989) Kelas Massa Batuan, Kohesi dan Sudut Geser Dalam Berdasarkan Nilai RMR (Bieniawski, 1989) Faktor-Faktor Koreksi Slope Mass Rating (SMR) Bobot Metode Penggalian Lereng (Romana, 1985) Deskripsi Kelas SMR Klasifikasi Kekerasan Material Menurut Deere Data RQD Data Oriented Core Koordinat, Arah dan Kedalaman Lubang Bor Contoh Data dan Perhitungan RQD GCZ Hubungan Jenis Material Pengisi dengan Kelapukan Kekar Contoh Perhitungan Nilai RMR basic pada Lubang Bor GCZ Contoh Perhitungan Nilai SMR pada Lubang Bor GCZ ix

13 DAFTAR GAMBAR Gambar Halaman 2.1 Peta Lokasi PT Freeport Indonesia Wilayah Kontrak Kerja PT Freeport Indonesia Bentuk Desain Bench di Tambang Terbuka Grasberg Longsoran Bidang (Hoek & Bray, 1981) Longsoran Baji (Hoek & Bray, 1981) Longsoran Guling (Hoek & Bray, 1981) Longsoran Busur (Hoek & Bray, 1981) Konsep Pembentukan Massa Batuan (Palmstorm, 2001) Diagram Blok dengan 3 Joint Set Longsoran Akibat Beban Gravitasi Pengaruh Tekanan Air Pada Kuat Geser Pengaruh Tekanan Air Pada Rekahan Tarik Analisis Kesetimbangan Batas untuk Longsoran Bidang (Hoek & Bray, 1981) Analisis Kesetimbangan Batas untuk Longsoran Baji (1) (Hoek & Bray, 1981) Analisis Kesetimbangan Batas untuk Longsoran Baji (2) (Hoek & Bray, 1981) Model Longsoran Guling Analisis Kesetimbangan Batas (Hoek & Bray, 1981) Kondisi Kesetimbangan Batas untuk Longsoran Guling (Hoek & Bray, 1981) Metode Bishop yang Disederhanakan (Hoek & Bray, 1981) Metode Janbu (Hoek & Bray, 1981) Metode Pengukuran RQD Menurut Deere Metode Pengukuran RQD Menurut CNI 43 x

14 4.1 Penentuan Spasi Kekar dari Core Orienting Contoh Penentuan Orientasi Utama Kekar Menggunakan DIPS v Contoh Pengukuran yang Salah dan Benar 76 xi

15 DAFTAR GRAFIK Grafik Halaman 2.1 Grafik Curah Hujan Harian Mulai 1 Mei Agustus Hubungan Antara Kuat Geser (τ) dan Tegangan Normal (σ) Hubungan RQD dan Jv (Palmstrom, 1982) Distribusi Nilai RQD Lubang Bor GCZ Distribusi Nilai RQD Lubang Bor GCZ Distribusi Gabungan Nilai RQD Kedua Lubang Bor Distribusi Nilai RMR basic Lubang Bor GCZ Distribusi Nilai RMR basic Lubang Bor GCZ Distribusi Gabungan Nilai RMR basic Kedua Lubang Bor Distribusi Nilai SMR Lubang Bor GCZ Distribusi Nilai SMR Lubang Bor GCZ Distribusi Gabungan Nilai SMR Kedua Lubang Bor 83 xii

16 DAFTAR LAMPIRAN LAMPIRAN A Prosedur Core Orienting LAMPIRAN B Data dan Perhitungan RQD LAMPIRAN C Data dan Perhitungan RMR basic LAMPIRAN D Data dan Perhitungan SMR xiii