Prosiding Teknik Pertambangan ISSN:

Transkripsi

1 Prosiding Teknik Pertambangan ISSN: Analisis Struktur dan Desain Delay Detonator Non Electric (Nonel) terhadap Distribusi Fragmentasi Hasil Peledakan dengan Menggunakan Model Kuz-Ram di PT. Mandiri Sejahtera Sentra, Kabupaten Purwakarta, Provinsi Jawa Barat Structure Analysis and Non Electric Delay Detonator Design to Blasting Fragmentation Distribution Using Kuz-Ram Model At Pt Mandiri Sejahtera Sentra, Purwakarta Regency, West Java Province 1 Beni Taufik Hidayatuloh, 2 Yuliadi, 3 Linda Pulungan 1,2,3 Prodi Tek nik Pertambangan, Fak ultas Tek nik, Universitas Islam Bandung, Jl. Tamansari No.1 Bandung beni.taufikh@gmail.com, 2 yuliadi_ms@yahoo.com, 3 linda.lindahas@gmail.com Abstract. PT. Mandiri Sejahtera Sentra is a subsidiary of PT. Indocement Tunggal Prakarsa Tbk, which engages in mining of andesite rock. The Andesit exploitation done by using blasting technique, using peledak ANFO and Dayagel Permitted 0,2 gr explosives, at the beginning blasting is Non Electric Detonator with delay 17sm, 25ms, 42ms, 67ms that combined with electric detonator as explosive trigger. The application of geometry and detonator delay at the moment not to care about blasting directions and discontinuities orientation, so needs to reconsideration or be adapted with pit shape orientation to geological structure orientation to get optimum fragmentation. Geometry improvement done by using blastability index accordance with geological structure conditions, which then designing the blasting geometry using equation C.J. Konya. At the end blasting geometry design and non electric delay detonator design which applied can get optimum fragmentation on geological structure condition. On JPO 20 with blasting orientation cutting the discontinuities orientation (joints) delay detonator design at betwen 31,66 ms 42,31 ms for control row and52,9 ms 106,02 ms for control wing obtainable general fragmentation distribution with fragmentation percentage at size 50 cm is 99,18 %, size 50 cm < x 80 cm is 0,77 %, and size > 80 cm (boulder) is 0,05 %. Keywords: Structure Orientation, Design Delay Detonator, Blasting Geometry, Fragmentation Abstrak. PT. Mandiri Sejahtera Sentra merupakan anak perusahaan PT. Indocement Tunggal Prakarsa Tbk, yang bergerak dibidang penambangan batu andesit. Pembongkaran batuan andesit dari batuanan induknya dilakukan dengan kegiatan peledakan menggunakan bahan peledak ANFO dan Dayagel Permitted 0,2 gr pada penggalak awal berupa Detonator Non Electric pada delay 17sm, 25ms, 42ms, 67ms yang dikombinasikan dengan detonator elektrik sebagai pemicu ledak. Penerapan geometri dan delay detonator saat ini kurang memperhatikan arah peledakan dan orientasi bidang lemah, sehingga perlu peninjauan ulang atau disesuaikan dengan orientasi bentuk pit terhadap orientasi struktur geologi untuk mendapat hasil fragmentasi yang lebih optimum. Perbaikan geometri dilakukan memanfaatkan blastability index sesuai dengan kondisi struktur geologi dilapangan, yang kemudian dilakukan pendesainan geometri peledakan menggunakan persamaan C.J. Konya. Pada akhirnya desain geometri peledakan dan desain delay detonator non electric (nonel) yang diterapkan dapat memperoleh tingkat fragmentasi yang optimum pada kondisi struktur geologi dilapangan. Pada JPO 20 dengan arah peledakan memotong arah umum bidang lemah (kekar) dengan desain delay detonator pada kisaran antara 31,66 ms 42,31 ms untuk control row dan 52,9 ms 106,02 ms untuk control wing diperoleh distribusi fragmentasi umum dengan persentase fragmentasi pada ukuran 50 cm sebesar 99,18 %, ukuran 50 cm < x 80 cm sebesar 0,77 %, dan ukuran > 80 cm (boulder) sebesar 0,05 %. Kata Kunci: Orientasi Struktur, Desain Delay Detonator, Geometri Peledakan, Fragmentasi A. Pendahuluan Dengan permintaan bahan galian yang meningkat seiiring dengan perkembangan zaman dan teknologi, perusahaan perusahaan tambang mulai melakukan peningkatan produksinya. Oleh karena itu target produksi harus ditingkatkan dengan pengembangan proses penambangan. Salah satunya yaitu dengan semakin banyaknya proses kegiatan peledakan yang dilakukan dalam proses pembongkaran 192

2 Analisis Struktur dan Desain Delay Detonator Non Electric (Nonel) produksi agar target dapat tercapai. PT. Mandiri Sejahtera Sentra merupakan salah satu perusahaan yang bergerak dalam bidang penambangan andesite yang melakukan kegiatan peledakan untuk menunjang aktifitas penambangan yang optimal. Kegiatan peledakan yang dilakukan akan menghasilkan distribusi fragmentasi batuan yang sangat berpengaruh terhadap efektifitas kegiatan pada proses pemuatan serta pengolahan material. Fragmentasi hasil peledakan itu sendiri masih menghasilkan boulder ( > 80cm) dengan nilai rata-rata diatas 3%. Faktor yang mempengaruhi distribusi fragmentasi yaitu struktur geologi dan penerapan desain delay detonator. Berdasarkan latar belakang yang telah diuraikan, maka perumusan masalah dalam penelitian ini sebagai berikut: Bagaimana pengaruh struktur geologi (kekar) dan desain delay detonator non electric (Nonel) terhadap distribusi fragmentasi? Selanjutnya, tujuan dalam penelitian ini diuraikan dalam pokok-pokok berikut: 1. Untuk mengetahui pengaruh keberadaan struktur geologi (kekar) di lokasi penelitian terhadap distribusi fragmentasi hasil peledakan. 2. Untuk mengetahui pengaruh desain delay detonator terhadap distribusi fragmentasi hasil peledakan. 3. Untuk mendapatkan distribusi fragmentasi hasil peledakan yang optimum dengan melakukan pendesainan geometri peledakan berdasarkan orientasi struktur di lokasi penelitian serta pendesainan delay detonator berdasarkan nilai B (Burden) dengan menggunakan persamaan C.J. Konya. B. Landasan Teori Peledakan tunda merupakan suatu cara peledakan yang terdiri dari beberapa baris dan kolom lubang tembak dengan menggunakan waktu tunda peledakan. Waktu tunda peledakan dapat diperoleh dari detonator atau mesin peledak yang dipakai. Peledakan menggunakan waktu tunda dimaksudkan untuk : 1. Mengurangi jumlah volume batuan yang meledak secara bersamaan. 2. Memberikan waktu atau kesempatan material yang dekat dengan bidang bebas untuk meledak secara sempurna. 3. Menyediakan ruang atau bidang bebas bagi baris lubang tembak selanjutnya. 4. Mengurangi besarnya volume suara peledakan (tekanan kejut)dan getaran tanah. Struktur geologi yang berpengaruh pada kegiatan peledakan adalah struktur rekahan (kekar) dan struktur perlapisan batuan. Dengan adanya struktur rekahan ini maka energi gelombang tekan dari bahan peledak akan mengalami penurunan yang disebabkan adanya gas-gas hasil reaksi peledakan yang menerobos melalui rekahan, sehingga mengakibatkan penurunan daya tekan terhadap batuan yang akan diledakkan. Penurunan daya tekan ini akan berdampak terhadap batuan yang akan diledakkan sehingga bisa mengakibatkan terjadinya bongkah pada batuan hasil peledakan, bahkan batuan hanya mengalami keretakan. Kuznetsov (1973) telah melakukan penelitian untuk mengukur fragmentasi dan hasilnya dikenal dengan persamaan Kuznetsov, seperti yang diuraikan dalam persamaan dibawah ini: Xm= A(PF)-0,8 x Qe1/6 x (115/E)19/30 Dimana: Xm = Ukuran Rata-rata Fragmentasi ( cm ) A = Faktor Batuan ( 0,06 x Blastability Index ) PF = Powder Factor ( kg/m3 ) Teknik Pertambangan, Gelombang 1, Tahun Akademik

3 194 Beni Taufik Hidayatuloh, et al. Qe = Berat Bahan Peledak per Lubang Ledak ( Kg ) E = Relative Weight Strength ( RWS ) Bahan Peledak Dengan diperolehnya nilai Xm maka selanjutnya hasil tersebut dimasukan kedalam rumus Rosin Rammle untuk memperkirakan ukuran batuan yang akan dihasilkan dari peledakan. Rosin Rammler sendiri mengeluarkan rumus seperti yang ditunjukan pada persamaan diabawah ini : R = 100 (1-e)-(X / Xc)n Dimana: R = Persentase Masa Batuan yang Lolos dengan Ukuran X ( cm ) Xc = Karakteristik Ukuran ( cm ) X = Ukuran Ayakan ( cm ) n = Indeks Keseragaman e = Ephison = 2.71 C. Hasil Penelitian dan Pembahasan Analisis Orientasi Struktur (Kekar) Terhadap Peledakan Berikut adalah penelitian mengenai analisis orientasi struktur (kekar) terhadap peledakan. Hasil pengujian dijelaskan pada gambar berikut. Volume 3, No.1, Tahun 2017 Gambar 1. Nilai Orientasi Struktur (Kekar) Berdasarkan data yang disajikan pada diagram rossete (gambar 1) maka dapat di interpretasikan bahwa orientasi struktur (kekar) yang mempengaruhi distribusi fragmentasi Hasil peledakan yaitu kekar dengan arah N 245 E. Dapat dilihat juga bahwa pada lokasi penelitian terjadi keberagaman arah kekar, namum pada dasarnya proses pemecahan suatu massa batuan akan akan sangat dipengaruhi arah bidang lemahnya serta relatif mengikuti arah bidang lemah. Oleh karena itu penentuan orientasi struktur didasarkan pada jurus paling dominan di lokasi penelitian, yang memiliki peran besar dalam proses pemecahan batuan serta distribusi fragmentasi hasil peledakan. Berikut merupakan gambaran orientansi kekar di lokasi penelitian terhadap arah muka jenjang.

4 Analisis Struktur dan Desain Delay Detonator Non Electric (Nonel) Gambar 2. Orientasi Bidang Lemah (Kekar) Terhadap Arah Muka Jenjang Analisis Desain Delay Detonator Terhadap Peledakan Tahapan inisiasi dapat mempengaruhi nilai burden efektif dari setiap peledakan. Pada peledakan multi row, tahapan inisiasi diatur sehingga setiap muatan meledak ke arah ke arah bidang bebas terdekat dan setiap lubang tembak berperan secara efektif dalam mengontrol fragmentasi dan pergerakan muckpile. Penyalaan peledakan yang dilakukan di PT. Mandiri Sejahtera Sentra yaitu menggunakan Nonel 17 ms, 25 ms, 42 ms dan 67 ms untuk suface delay (Trunkline Delay) dengan penggunaan nilai delay kecil berada di row depan yang pada selanjutnya digunakan delay yang lebih kecil dan untuk in Hole delay menggunakan delay 500 ms dengan maksud agar detonasi hasil peledakan lubang sebelumnya telah mencapai bidang bebas. Untuk optimalisasi, maka digunakan desain delay detonator dengan kisaran antara 31,66 ms 42,31 ms untuk control row dan 52,9 ms 106,02 ms untuk control wing dengan penentuan inisiasi pertama (IP) berdasarkan arah muckpile yang diinginkan, sehingga distribusi fragmentasi dan pergerakan muckpile dapat dikontrol dengan baik dan sesuai dengan harapan. Tabel 1. Penggunaan Delay Detonator Aktual dan Hasil Desain No. Antar Lubang Dalam Satu Baris (Contol Row ) Delay Detonator Antar Baris (Control Wing ) Persentase Distribusi Fragmentasi > 80 cm (Boulder ) 1 17 dan 42 ms 42 ms 11, ms 42 ms 15, ms - ms 3, dan 67 ms 67 ms 3, ms 67 ms 5, ms - ms 0, ms - ms 2, ms 67 ms 3, ms 67 ms 3, ms 67 ms 3,54 Teknik Pertambangan, Gelombang 1, Tahun Akademik

5 196 Beni Taufik Hidayatuloh, et al. : Delay Detonator Aktual : Delay Detonator Hasil Desain Berdasarkan data yang disajikan pada tabel 1 penggunaan delay detonator 42 ms untuk control row (antar lubang dalam satu baris) sebagai waktu tunda yang tepat guna (didasarkan pada nilai burden) yang sesuai dalam proses pemberaian batuan, menghasilkan nilai boulder ( > 80 cm ) yang menurun secara signifikan dibadingan penggunaan delay detonator yang tidak mempertimbangan keselarasan terhadap jarak burden dengan distribusi fragmentasi boulder sebesar 0,05%. Analisis Arah Peledakan Terhadap Distrubusi Fragmentasi Suatu massa batuan yang memiliki arah bidang lemah searah terhadap muka jenjang akan berpotensi menghasilkan distribusi fragmentasi boulder yang semakin besar. Hal ini disebabkan karena pantulan gelombang kejut yang tidak beraturan saat proses peledakan massa batuan berlangsung. Bongkah-bongkah yang berada pada muka jenjang dan pada posisi yang tidak stabil akan mengakibatkan tidak ratanya muka jenjang. Pengaruh lain dari bidang lemah yang memiliki arah sejajar dengan muka jenjang yaitu dapat mengakibatkan pecahan bongkah di belakang baris peledakan terakhir yang disebabkan oleh gas-gas yang merambat melalui bidang lemah keluar ke belakang baris peledakan terakhir. Untuk massa batuan yang memiliki arah bidang lemah sejajar dengan muka jenjang akan sangat berpotesi menghasillkan distribusi fragmenrasi yang paling baik. Hal ini terjadi karena bidang bebas peledakan yang sejajar dengan muka jenjang memberikan pantulan gelombang kejut yang optimal serta pemakaian energi yang lebih efisien dalam proses pemecahan suatu massa batuan. serta dengan sejajarnya arah bidang lemah terhadap muka jenjang akan menghasilkan muka jenjang baru yang relatif lebih rata dibandingkan dengan orientasi bidang lemah lain. Penentuan arah peledakan didasarkan pada orientasi arah umum bidang lemah (kekar) yang terdapat di lokasi penelitian yaitu sebesar N 245 E. Arah peledakan yang dimaksud berupa kisaran, sehingga arah peledakan yang diinginkan dapat disesuaikan dengan karakteristik orientasi bidang lemahnya agar dapat menghasilkan bidang bebas baru (bidang bebas efektif) yang relatif sejajar dengan orientasi bidang lemah, sehingga pendistribusian fragmentasi dapat sesuai dengan yang diharapkan. Gambar 3. Nilai Orientasi Bidang Lemah (Kekar) terhadap Arah Peledakan Volume 3, No.1, Tahun 2017

6 Analisis Struktur dan Desain Delay Detonator Non Electric (Nonel) Berdasarkan gambar 3 dapat diilustrasikan nilai orientasi dari arah peledakan terhadap bidang lemah yang akan mempengaruhi harga joint plane otientation (JPO) serta persentase akhir dari ditribusi fragmentasi hasil peledakan. JPO 20 merupakan arah peledakan yang berpotongan dengan arah umum bidang lemah, sedangkan JPO 30 adalah arah peledakannya cenderung normal atau relatif sejajar dengan arah umum bidang lemah atau membetuk sudut pada kisaran , sementara untuk JPO 40 merupakan orientasi arah peledakan yang berpotongan dengan arah umum bidang lemah namum memilki arah yang berlawanan dengan arah kemiringan bidang lemah serta memiliki arah peledakan pada kisaran N 95 E N 215 E. Tabel 2. Distribusi Fragmentasi Berdasarkan Perubahan Nilai JPO No Tanggal Distribusi Fragmentasi Nilai JPO 50 cm 50 cm x 80 cm > 80 cm 1 16/02/2016 JPO 30 82,42 5,65 11, /02/2016 JPO 30 78,18 6,53 15, /02/2016 JPO 20 92,49 4,23 3, /02/2016 JPO 30 93,05 3,93 3, /02/2016 JPO 30 88,19 6,3 5, /03/2016 JPO 20 99,18 0,77 0, /03/2016 JPO 30 86,34 10,93 2, /03/2016 JPO 30 95,21 1,6 3, /03/2016 JPO 20 92,7 4, /03/2016 JPO 30 90,4 6,06 3,54 : Distribusi Fragmentasi PT Mandiri Sejatera Sentra : Distribusi Fragmentasi Hasil Desain Perbandingan Distribusi Fragmentasi Aktual dan Hasil Desain Bedasarkan data hasil pengamatan kegiatan peledakan di lokasi penelitian dan data hasil perhitungan serta pengujian langsung dilapangan maka dilakukan perbandingan untuk mengetahui kekurangan hingga kelebihan dari masing-masing metode yang diterapkan. Berikut merupakan tabel distribusi fragmentasi berdasarkan pengukuran actual dan model Kuz-Ram. Gambar 4. Grafik Persentase Distribusi Fragmentasi Model Kuz-Ram Berdasarkan data grafik yang tersaji pada gambar 5.1, secara keseluruhan Teknik Pertambangan, Gelombang 1, Tahun Akademik

7 198 Beni Taufik Hidayatuloh, et al. prediksi distribusi fragmentasi berdasarkan hasil pemodelan Kuz-Ram dengan menggunakan geometri PT Mandiri Sejahtera Sentra menghasilkan persentase boulder ( > 80 cm ) sebesar 15,29 % dan dengan menggunakan geometri hasil desain menghasilkan nilai boulder ( > 80 cm ) yaitu 0,05 %. Maka dengan menggunakan geometri hasil desain, distribusi fragmentasi dengan ukuran > 80 cm dapat direduksi hingga 15,24%. Untuk ukuran fragmentasi 50 cm hasil fragmentasi berbanding terbalik, dengan menggunakan geometri perusahan menghasilkan persentase sebesar 78,18% sedangkan dengan menggunakan geometri hasil desain menghasilkan persentase sebesar 99,18%. Untuk ukuran fragmentasi 50 cm < x 80 cm menghasilkan persentase 6,53% dengan penggunaan geometri perusahan dan persentase 0,77% menggunakan geometri hasil desain. D. Kesimpulan dan Saran Kesimpulan Berdasarkan hasil pengamatan dan pegolahan data selama penelitian berlangsung di PT Mandiri Sejahtera Sentra maka didapat kesimpulan dan saran yaitu sebagai berikut: 1. Keberadaan struktur geologi (kekar) pada lokasi penelitian dengan arah umum N 245 E mengakibatkan tingginya tingkat distribusi fragmentasi batuan pada ukuran > 80 cm, hal ini ditunjukan dengan persentase batuan ukuran boulder ( > 80 cm ) yaitu sebesar 15,29 %. 2. Penggunaan desain delay detonator yang tepat dapat mempengaruhi nilai burden efektif dari setiap peledakan. Pola peledakan dengan waktu tunda yang sesuai akan memberikan kesempatan pada batuan yang telah meledak dapat menjadi bidang bebas bagi lubang yang akan meledak berikutnya. Untuk optimalisasi, maka digunakan desain delay detonator pada kisaran antara 31,66 ms 42,31 ms untuk control row dan 52,9 ms 106,02 ms untuk control wing, dengan arah peledakan yang dilakukan memotong arah umum kekar sehingga distribusi fragmentasi dapat dikontrol sesuai harapan dengan ukuran boulder ( > 80 cm ) yang terbentuk hanya sebesar 0,05 %. 3. Distribusi fragmentasi optimum akan tercapai apabila menerapkan desain geometri peledakan dan delay detonator non electric (nonel) berdasarkan rumusan C.J Konya yang telah disesuikan dengan orientasi struktur di lokasi penelitian, dengan hasil persentase fragmentasi pada ukuran 50 cm sebesar 99,18 %, ukuran 50 cm < x 80 cm sebesar 0,77 %, dan ukuran > 80 cm (boulder) sebesar 0,05 %. Saran 1. Perlu dilakukan kajian orientasi struktur pada lokasi yang akan diledakan. 2. Arah lubang bor disesuaikan dengan orientasi struktur dengan arah lubang bor berpotongan dengan arah umum kekar. 3. Perlu dilakukan kajian lebih lanjut mengenai perbandingan antara biaya peledakan terhadap biaya operasional gali, muat angkut, dan pengolahan yang dipengaruhi oleh distribusi fragmentasi hasi peledakan. Daftar Pustaka Anonim, Anzomex Primers, the new generation, ICI Australia Operation, Pty. Ltd. Explosive Division. Anonim, 1977,. Blasters Handbook, Du Pont, 16 th ed, Sales Development Section, Volume 3, No.1, Tahun 2017

8 Analisis Struktur dan Desain Delay Detonator Non Electric (Nonel) Explosives Products Division, E.I. du Pont de Nemours & Co.(Inc), Wilmington, Delaware, pp Anonim, Blasting Explosives and Accessories, ICI Australia Operation, Pty. Ltd. Explosive Division, pp Anonim, Detonating Cord, the new product for better blasting, ICI Australia Operation, Pty. Ltd. Explosive Division, pp Anonim, Primadet, Initiating System, ICI Australia Operation, Pty. Ltd. Explosive Division, pp Anonim, Siderdeck, Reel off in-hole delay initiation system, ICI Australia Operation, Pty. Ltd. Explosive Division. Anonim, Modul Juru Ledak Kelas II. PUSDIKLAT Teknologi Mineral dan Batubara. Bandung. Ash, R.L., Design of Blasting Round, Surface Mining. B.A. Kennedy Editor, Society for Miining, Metallurgy and Explotion. Bieniawski Z.T. Engineering Rock Mass Classification. John Wiley & Sons. New York. Hagan, T.N The Influence of Controlable Blast Parameter on Fragmentation and Mining Cost. Proceedings oh the 1 st int.symp. on Rock Fragmentation by Blasting. Lulea, Sweden. Jemino, Lopez. Carlos. 1995, Drill and Blast of Rock. Revised and Updated Eddition by A.A Blaskena:Rotterdam, Netherlands. Konya, CJ. And Walter EJ Surface Blast Design. Prentice Hall, Englewood Chiffs, New Jersey. Teknik Pertambangan, Gelombang 1, Tahun Akademik