BAB 4 PENGUMPULAN DATA LAPANGAN. Pemetaan geologi dilakukan untuk mengetahui kondisi geologi daerah penelitian

Transkripsi

1 BAB 4 PENGUMPULAN DATA LAPANGAN 4.1. Pemetaan Geologi dan Struktur Geologi Pemetaan geologi dilakukan untuk mengetahui kondisi geologi daerah penelitian yang berupa jenis batuan, penyebarannya, stratigrafi, tingkat pelapukan dan struktur geologi yang berkembang. Pada penelitian ini pemetaan geologi dilakukan di daerah Pit K dan sekitarnya. Hasil akhir dari pemetaan geologi disajikan dalam bentuk peta geologi permukaan yang memberikan gambaran atau informasi tentang kondisi geologi yang meliputi keadaan geomorfologi, stratigrafi yang mencakup seluruh jenis batuan yang ada, penyebaran dan pengelompokan secara lateral-vertikal, tingkat pelapukan, gejalagejala rembesan dan analisa pola struktur baik makro (patahan) maupun mikro (kekar). Dalam pelaksanaan pemetaan geologi, dilakukan beberapa tahapan, yaitu: 1. Tahap persiapan. Tahap persiapan ini terdiri dari pengumpulan data serta referensi-referensi geologi yang berkaitan dengan daerah penelitian dan penyiapan alat-alat survey yang terdiri dari: palu geologi, kompas geologi, kamera, peta dasar, pita ukur, dan alat tulis. 4-1

2 2. Tahap pemetaan geologi Pemetaan geologi dilaksanakan dengan metoda lintasan. Perencanaan jalur lintasan dibuat dengan mempertimbangkan variasi litologi dan kontrol struktur geologi. Dalam hal ini data geologi regional sangat dibutuhkan. Pada penelitian ini, pekerjaan pemetaan dimulai dari arah Blok 1 hingga Blok 15. Hal ini dilakukan untuk mengatahui kemenerusan lapisan batuan serta struktur geologi yang berkembang disekitar daerah penelitian. Pemetaan geologi yang dilaksanakan meliputi: Pengamatan singkapan batuan - Jenis batuan - Jurus dan kemiringan, keselarasan, dan ketidak selarasan - Identifikasi kekar (arah, sifat kemenerusan, kerapatan, dan jenisnya) - Umur dari formasi batuan Kualitas batuan - Tingkat pelapukan batuan - Tingkat pelapukan kekar - Kejadian luar biasa (mineralisasi, pelepasan gas, dan lain-lain) Pengamatan struktur geologi - Jenis lipatan (sinklin, antiklin) - Jenis Patahan (patahan naik, normal, geser), arah, dan kemenerusannya Kondisi geologi teknik - Gejala rayapan (creeping) 4-2

3 - Gejala longsoran (sliding) - Gejala rembesan (seepage) - Gejala pergerakan massa batuan (mass movement) Pengamatan air tanah - keberadaan mata air (lokasi, jumlah, kualitas, temperatur, dan kedalaman muka air tanah) Hasil survai lapangan sepanjang jalur lintasan kemudian dianalisa dan dipakai sebagai dasar pembuatan peta geologi. Pada peta geologi tersebut akan ditampilkan jenis dan penyebaran litologi, serta struktur geologi yang berkembang di daerah penelitian. Berdasarkan hasil pemetaan geologi, daerah penelitian terbagi menjadi 4 jenis batuan, yaitu: Batupasir, Batulempung, Batulanau, dan Batubara. Batupasir, berwarna abu-abu muda hingga abu-abu kekuningan, berbutir halus hingga sedang, terpilah baik, ukuran butir relatif seragam, bergradasi buruk, merupakan batuan dengan kekuatan menengah (medium strong rock) dengan UCS sekitar 25 MPa. Lapisan ini teramati dari Blok 1 dan menerus dengan penyebaran agak miring hingga Blok 15 dengan ketebalan sekitar 30 m. Lapisan ini mempunyai arah jurus dan kemiringan (strike/dip) N175 o E/18 o atau Dip/Dip Direction 18 o /N265 o E. Kekar yang berkembang berupa kekar bergelombang (undulating) dengan permukaan agak kasar (slightly rough), dinding kekar agak lapuk (slightly weathered), sebagian terisi oksida besi. Tingkat pelapukan massa batupasir dari Blok 4-3

4 1 hingga Blok 6 dikatagorikan agak lapuk (slightly weathered) dengan kerapatan kekar antara hingga 3 m. Sedangkan mulai Blok 6 hingga Blok 10, tingkat pelapukan massa batupasir ini mengalami perubahan menjadi lapuk sedang (moderately weathered) dengan intensitas kekar menjadi lebih rapat antara 20 hingga 50 cm. Hal ini disebabkan oleh lebih dekatnya batuan di Blok 6 hingga Blok 10 ini ke zona patahan yang ada disekitar Blok 10 hingga Blok 15. Batulempung, berwarna abu-abu kehijauan, menyerpih, secara umum lapuk tinggi (highly weathered), merupakan batuan dengan kekuatan lemah (weak rock) dengan UCS sekitar 14 MPa. Batuan ini teramati dari Blok 1 hingga Blok 15, terletak secara selaras di atas lapisan batupasir dengan ketebalan hingga 20 m. Lapisan batulempung ini mempunyai arah jurus dan kemiringan yang sama dengan lapisan batupasir, yaitu N175 o E/18 o atau Dip/Dip Direction 18 o /N265 o E. Kekar pada lapisan ini sangat sulit untuk diamati karena kondisi batuan ini yang menyerpih. Longsoran dan retakan yang terjadi di Pit K, selalu terjadi pada lapisan batulempung ini. Tercatat 1 kali longsoran dan 4 kali teramati adanya retakan yang terjadi pada lapisan batulempung ini (lihat Tabel IV.1.). Tabel IV.1. Longsoran dan retakan di Pit K Pada Satuan Batulempung Tanggal Lokasi Elevasi (msl) Jenis Potensi 11 Nopember Nopember Juni Agustus Agustus 2007 Blok 1 3 Blok 1 3 Blok 5 7 Blok 9 10 Blok Retakan Longsoran Retakan Retakan Retakan Batulanau, berwarna abu-abu kekuningan dengan pelapukan tinggi, merupakan batuan dengan kekuatan lemah (weak rock). Lapisan batulanau ini terletak secara 4-4

5 selaras di atas lapisan batulempung dengan ketebalan sekitar 2 5 m. Lapisan batulanau ini mempunyai kenampakan berupa laminasi atau berupa lapisan-lapisan tipis dengan ketebalan antar lapisan antara 1 hingga 5 cm. Lapisan ini diperkirakan menebal kearah Utara daerah penelitian. Batubara, berwarna hitam berupa sisipan pada lapisan batupasir dan lapisan batulempung. Di Pit K lapisan batubara ini terdiri dari 3 seam, yaitu Seam K, Seam L, dan Seam O dengan ketebalan antara 1.5 hingga 4 m. Disekitar Blok 10 Blok 14 terdapat adanya lensa-lensa batubara dan lapisan batubara yang tidak menerus. Hal ini disebabkan karena di daerah tersebut merupakan zona patahan dimana terdapat batuan yang campur aduk dan saling melensa satu sama lain. Arah jurus dan kemiringan batubara secara umum sama dengan ketiga jenis batuan di atas yaitu N175 o E/18 o atau Dip/Dip Direction 18 o /N265 o E. Kondisi geologi dan penyebaran lihologi disekitar lereng Pit K dapat dilihat pada Gambar 4.1 hingga Gambar 4.3. Gambar 4.1. Kenampakan lithologi Blok 1 6, tersusun oleh batupasir agak lapuk (slightly weathered) di bagian bawah dan batulempung lapuk tinggi (highly weathered) di bagian atas 4-5

6 Gambar 4.2. Kenampakan lithologi Blok 6 10, tersusun oleh batupasir lapuk sedang (moderately weathered) di bagian bawah dan batulempung lapuk tinggi (highly weathered) di bagian atas Gambar 4.3. Kenampakan lithologi Blok yang merupakan zona patahan Struktur geologi yang berkembang di daerah penelitian adalah berupa pengkekaran dan patahan. Kekar dapat diamati disekitar muka lereng maupun pada lantai galian Pada penelitian ini dilakukan pula pengukuran arah jurus dan kemiringan kekar dengan menggunakan kompas geologi dan meteran. yang akan dibahas tersendiri pada sub-bab Analisis Kekar Dengan Metoda Stereografi. 4-6

7 Struktur patahan yang teramati dilapangan berupa patahan naik dengan bagian Selatan relatif naik terhadap bagian Utara. Patahan diperkirakan berarah Barat Daya Timur Laut sekitar N30 o E. Struktur patahan ini teramati disekitar Blok 10 hingga Blok 15 dengan ciri-ciri dapat diamati dilapangan: 1. Terdapat gores garis (slickenside) pada bidang lemah, 2. Hilangnya kemenerusan lapisan batubara di sekitar daerah patahan, 3. Terjadi pengkekaran yang intensif, 4. Adanya anomali orientasi bidang perlapisan disekitar daerah patahan, 5. Terlihat adanya jenis batuan yang saling melensa satu sama lainnya. Gambar 4.4. Gores garis (slickenside) yang merupakan indikasi keberadaan patahan, teramati di sekitar Blok 11 Gambar 4.5. Anomali arah jurus dan kemiringan perlapisan yang mengindikasikan keberadaan patahan, teramati disekitar Blok

8 U Batulanau abu-abu kekuningan, lapuk tinggi, lemah ( weak ), berkekar rapat, kekar halus dengan bukaan 1-5mm, massa batuan sebagian besar telah terganggu Batulempung abu-abu kehijauan, menyerpih, lapuk tinggi, lemah (weak ), berkekar rapat, kekar halus dengan bukaan 1-5mm, massa batuan sebagian besar telah terganggu Batubara hitam, batuan dengan kondisi lapuk tinggi ( highly weathered ), lemah ( weak ), merupakan sisipan pada lapisan batupasir dan batulempung Batupasir abu-abu muda-kekuningan, berbutir halus hingga sedang, terpilah baik, ukuran butir relatif seragam, gradasi buruk, kekuatan menengah ( medium strong ), kekar kasar bergelombang, lapuk sedang-agak lapuk, sebagian terisi oksida besi. Blok 1-6, batupasir agak lapuk ( slightly weathered ). Blok 6-10, batupasir lapuk sedang ( moderately weathered ). Batuan di daerah patahan, massa batuan terkekarkan, lemah hingga sangat lemah ( weak to extremely weak rock ), terdapat anomali arah dan kemiringan perlapisan, bergores garis ( slickenside ), kekar terisi material lunak Patahan Naik ( Trust Fault ) Gambar 4.6. Peta Geologi Pit K Operasi Penambangan Binungan 4-8

9 4.2. Pemetaan Tipe Massa Batuan Berdasarkan hasil pemetaan geologi, daerah penelitian kemudian dibagi menjadi beberapa tipe massa batuan, dimana setiap tipe massa batuan akan dihitung nilai RMRnya untuk kepentingan analisa kestabilan lereng. Pembagian tipe massa batuan ini didasarkan kepada beberapa faktor seperti variasi jenis batuan, tingkat pelapukannya, dan kenampakan umum struktur geologi (kerapatan kekar dan keberadaan patahan). Berdasarkan hal tersebut di atas, daerah penelitian dibagi ke dalam 4 tipe massa batuan dimana setiap tipe mempunyai ciri dan karakteristik yang berbeda. Ke-empat zona massa batuan tersebut, yaitu: Massa Batuan Tipe 1: Didominasi oleh batupasir, agak lapuk (slightly weathered). Teramati di Blok 1 6. Massa Batuan Tipe 2: Didominasi oleh batupasir, lapuk sedang (moderately weathered). Teramati di Blok Massa Batuan Tipe 3: Didominasi oleh batulempung menyerpih dan batulanau, lapuk tinggi (highly weathered). Teramati di Blok 1 10 di atas satuan batupasir. Massa Batuan Tipe 4: Merupakan zona patahan. Teramati di Blok Deskripsi untuk masing-masing zona massa batuan dapat dilihat pada Tabel IV

10 Tabel IV.2. Deskripsi Tipe Massa Batuan Pit K Operasi Penambangan Binungan Tipe Massa Kelas Massa Deskripsi Massa Batuan Batuan Batuan Massa batuan dengan kondisi baik, agak lapuk (slightly weathered), mempunyai kekuatan menengah (medium strong rock). Berkekar agak Tipe 1 Tipe 2 Tipe 3 Tipe 4 kasar, bergelombang, spasi kekar antara 0.2 6m dengan rata-rata 2.2 m, ketat (tight joints) 0.1 mm, kekar sebagian terisi oksida besi. Secara umum massa batuan masih utuh (undisturbed) walaupun sebagian ada yang sudah tergangu (disturbed). Didominasi oleh batupasir Massa batuan dengan kondisi menengah, lapuk sedang (moderately weathered), kuat menengah (medium strong rock). Berkekar agak kasar, bergelombang, spasi antara demgan rata-rata 1.0m, blocky, kekar ketat hingga agak terbuka 0.1 2mm, kekar sebagian terisi oksida besi. Massa batuan sebagian sudah terganggu. Didominasi oleh batupasir. Massa batuan dengan kondisi buruk, lapuk tinggi (highly weathered), lemah (weak rock), very blocky hingga menyerpih. Kekar sangat sulit untuk diamati karena telah terserpihkan. Massa batuan sudah terganggu (disturbed). Didominasi oleh batulempung menyerpih dan batulanau. Merupakan zona patahan, batuan umumnya hancur dengan kerapatan kekar yang sangat rapat. Terdapat ciri-ciri yang mendukung adanya patahan seperti ketidak menerusan suatu lapisan ataupun adanya offset perlapisan, teramati adanya gores garis (slickenside), dan perlapisan batuan yang acak. Kekuatan batuan lemah, kekar bersifar geseran (sheared joints) Baik (Good Rock) RMR: 69 Sedang (Fair Rock) RMR: 59 Buruk (Poor Rock) RMR: 30 Sangat Buruk (Very Poor Rock) RMR: 20 Peta tipe massa batuan dan lokasi penampang lereng dapat dilihat pada Gambar

11 U Massa Batuan Tipe 1 batuan dengan kondisi bagus, agak lapuk (slightly weathered ) berkekar jarang (spasi kekar mm dengan rata-rata 2.2m), kekar kasar bergelombang, ketat dengan bukaan <mm, massa batuan sebagian besar belum terganggu Massa Batuan Tipe 2 batuan dengan kondisi sedang, berkekar agak jarang (spasi kekar m dengan rata-rata 1.0m), kekar kasar bergelombang, ketat dengan bukaan <mm, massa batuan sebagian besar belum terganggu Massa Batuan Tipe 3 batuan dengan kondisi lapuk tinggi ( highly weathered ), berkekar rapat (spasi kekar 10 hingga 30cm), lemah hingga sangat lemah ( weak to extremely weak rock ), kekar lunak ( soft) planar, terbuka dengan bukaan hingga 5mm, massa batuan sebagian besar telah terganggu Massa Batuan Tipe 4 batuan pada daerah patahan, massa batuan terkekarkan, lemah hingga sangat lemah ( weak to extremely weak rock), terdapat anomali arah dan kemiringan perlapisan, bergores garis (slickenside ), kekar terisi material lunak Gambar 4.7. Peta Tipe Massa Batuan Pit K Operasi Penambangan Binungan 4-11

12 4.3. Inventarisasi Data Kekar Data yang berupa kedudukan bidang perlapisan dan bidang kekar diperoleh dengan melakukan pengukuran arah kemiringan (dip/dip direction) bidang perlapisan dan bidang kekar dengan menggunakan kompas geologi dan rol meter. Analisis kekar dilakukan untuk mengetahui arah umum dan kemiringannya serta untuk memperkirakan jenis dan potensi longsoran yang mungkin terjadi pada suatu lereng. Pada penelitian ini pengukuran kekar dilakukan di 3 lokasi dimana terdapat perbedaan tipe massa batuan. Lokasi pengukuran dapat dilihat pada Tabel IV.3. Tabel IV.3. Lokasi Pengukuran Kekar Lokasi Jumlah Pengamatan Kekar Blok Blok Blok Inventarisasi data kekar dilakukan dengan metoda scanline. Pada metoda ini, rol meter dibentangkan sepanjang dinding pengamatan. Ilustrasi pengukuran dengan scanline dapat dilihat pada Gambar 4.8. Hasil dari pengamatan ini adalah berupa arah dan kemiringan kekar serta jarak semu antar bidang kekar. Jarak sebenarnya antar bidang kekar dihitung dengan persamaan 4.1. Gambar 4.8. Pengukuran Kekar dengan Scanline (Kramadibrata, 1997) 4-12

13 = d i,1+ 1 j i, i+ 1 ( θ i + θ i cos ).. (4.1) Keterangan: j i,i+1 : jarak semu antar bidang kekar θ i : sudut antara garis normal dengan scanline : jarak sebenarnya antar bidang kekar d i,i+1 Jarak rata-rata antar bidang kekar set A dihitung dengan persamaan 4.2. dswa n dswai, i+ 1 cos(θ i, i+ 1) i= = 1 k, (4.2) Keterangan: dswa i,i+1 : jarak semu antar bidang kekar pada set A k : jumlah bidang kekar dalam satu set Jarak rata-rata antar bidang kekar sepanjang scanline dihitung dengan persamaan 4.3. m dswm i= dsw = 1...(4.3) m Keterangan: dsw m : jumlah jarak kekar sebenarnya sepanjang scanline setiap set m : jumlah set kekar dsw : rata-rata jarak kekar sepanjang scanline Data hasil pengukuran dapat dilihat pada Tabel IV.4. Data selengkapnya dapat dilihat pada Lampiran

14 Tabel IV.4. Pengamatan Bidang Kekar Lereng Blok 1-5 Pengukuran kekar Blok 1-5 Scanline αs 50 βs 2 Face αf 140 βf 65 Dip Dip Jarak No. Strike Direction βd semu αd αn αd±180 βn 90-βd θ i-m j i-m d i-m No. Strike Dip Direction αd m m N o E N o E Dip βd Jarak semu αn αd±180 βn 90-βd θ i-m j i-m d i-m N o E N o E m m m m o o o o o o o o spasi kekar a dxa 6.39 m RQD = 100 e λ (0.1λ + 1) spasi kekar b dxb m 0.1 spasi kekar c dxc m λ=1/spasi kekar sebenarnya=1/ kekar per meter spasi kekar rata-rata sebenarnya dsw m RQD % Berdasarkan data bidang kekar, pengamatan struktur geologi dengan stereografi dilakukan untuk mengetahui jenis longsoran yang mungkin terjadi pada setiap lereng galian. Hasil pengamatan dengan proyeksi stereografi dapat dilihat pada Gambar 4.9, 4.10, dan

15 Joint Set 2, 65/N60E Muka Lereng Desain, 65/N50E Joint Set 1, 55/N115E Joint Set 3, 63/N150E Gambar 4.9. Hubungan Jenjang Gali, Pola Kekar dan Sudut Geser Dalam Blok 1-5 Pada Stereonet Joint Set 1, 60/N45E Muka Lereng Desain, 65/N50E Arah Longsoran 1, N86E Arah Longsoran 2, N108E Joint Set 2, 60/N122E Joint Set 3, 60/N171E Gambar Hubungan Jenjang Gali, Pola Kekar dan Sudut Geser Dalam Blok 7-9 Pada Stereonet Muka Lereng Desain, N320E/65 Gambar Hubungan Jenjang Gali, Pola Kekar dan Sudut Geser Dalam Blok Pada Stereonet 4-15

16 Berdasarkan Gambar 4.9, 4.10, dan 4.11, dapat disimpulkan antara lain: 1. Lokasi 1, terletak diantara Blok 1 Blok 5. Pengukuran dilakukan pada lereng batupasir. Arah jenjang gali d/dd 65 o /N50 o E, sudut geser dalam batupasir 35 o. Terdapat 3 keluarga kekar d/dd 55 o /N115 o E, 65 o /N60 o E, dan 63 o /N150 o E serta kekar acak (random). Berdasarkan hasil proyeksi stereografi pada Gambar 4.9, terlihat bahwa perpotongan 3 bidang kekar yang terjadi, berada di luar daerah antara jenjang gali dan sudut geser dalam (berada di luar bidang arsir). Hal ini berarti bahwa kekar yang berkembang di daerah tersebut tidak menunjukan jenis longsoran tertentu. 2. Lokasi 2, terletak diantara Blok 7 Blok 9. Pengukuran dilakukan pada lereng batupasir. Arah jenjang gali d/dd 65 o /N50 o E, sudut geser dalam batupasir 35 o. Terdapat 3 keluarga kekar d/dd 60 o /N45 o E, 60 o /N122 o E, dan 65 o /N171 o E serta kekar acak (random). Ketiga bidang keluarga kekar tersebut membentuk titik perpotongan bidang kekar yang berada di dalam bidang arsir. Hal tersebut menunjukan bahwa lereng tersebut mempunyai potensi ketidak mantapan. Berdasarkan bentuk perpotongan bidang-bidang kekar tersebut, di daerah ini berpotensi terjadi longsoran baji dengan arah longsoran N86 o E dan N108 o E. Walaupun potensi kelongsoran teramati pada satuan batupasir, tetapi longsoran yang intensif terjadi pada satuan batulempung yang berada di atasnya. 3. Lokasi 3, terletak diantara Blok 11 Blok 14. Merupakan zona patahan. Arah jenjang gali d/dd 65 o /N50 o E, sudut geser dalam batulempung 12 o. Berdasarkan hasil proyeksi stereografi pada Gambar 4.11, terlihat bahwa arah dan kemiringan bidang kekar bersifat acak. Kelongsoran yang mungkin terjadi di daerah ini adalah berupa longsoran busur. 4-16

17 4.4. Rock Quality Designation (RQD) RQD dikembangkan pada tahun 1964 oleh Deere. Metode ini didasarkan pada penghitungan persentase inti terambil yang mempunyai panjang 10 cm atau lebih. Dalam hal ini, inti terambil yang lunak atau tidak keras tidak perlu dihitung walaupun mempunyai panjang lebih dari 10cm. Nilai RQD ini dipakai sebagai parameter pendukung untuk penentuan nilai klasifikasi massa batuan RMR. Cara untuk menentukan nilai RQD dapat dilihat pada Gambar Gambar Pengukuran RQD Dari Contoh Inti Pemboran (Deere, 1988) Pada penelitian ini, nilai RQD tidak dihitung berdasarkan persentase inti terambil dari inti pemboran, tetapi berdasarkan pengamatan kerapatan kekar yang teramati di dinding lereng. Metode ini diperkenalkan oleh Priest dan Hudson (1976) dengan persamaan 4.4: 0.1λ RQD = 100e (0.1λ + 1). (4.4) Keterangan: λ = 1/( spasi kekar) 4-17

18 Berdasarkan metode dari Priest dan Hudson (1976), Bieniawski (1989) membuat suatu grafik yang menghubungkan antara spasi bidang kekar dan nilai RQD seperti terlihat pada Gambar Perlu dicatat bahwa nilai RQD maksimum pada grafik dari Bieniawski (1989) adalah merupakan hasil perhitungan persamaan 4.4. dari Priest dan Hudson (1976). Gambar Hubungan Antara Spasi Bidang Kekar dan RQD (Bieniawski, 1989) Berdasarkan persamaan 4.4. dan Gambar di atas, maka nilai RQD setiap jalur pengamatan dapat dilihat pada Tabel IV.5. Tabel IV.5. Nilai RQD Berdasarkan Kerapatan Kekar Blok Lereng Jumlah Kekar Panjang Pengamatan (meter) Spasi kekar rata-rata (meter) RQD rata-rata (%) Blok Blok Blok Kualitas Batuan Sangat baik Excellent Sangat baik Excellent Sedang Fair 4-18

19 4.5. Pengamatan Rembesan Rembesan air teramati dibeberapa lokasi disekitar kaki galian lereng. Tercatat ada 7 lokasi rembesan yaitu 2 rembesan di sekitar Blok 1 Blok 2, 2 rembesan di Blok 5 Blok 7, dan 3 rembesan disekitar Blok 10 Blok 14. Rembesan-rembesan tersebut umumnya berupa rembesan kecil sehingga sangat sulit untuk diukur, tetapi rembesan yang terbesar yang terletak di sekitar Blok 1 dan Blok 14 mempunyai debit sekitar 5 liter per menit. Rembesan ini diperkirakan hanya merupakan rembesan air permukaan yang masuk melalui rekahan-rekahan pada batuan yang hanya muncul setelah adanya hujan. Setelah hujan berhenti sekitar 3 hari rembesan ini menjadi hilang. Perhitungan debit air rembesan dapat dilihat pada Tabel IV.6. Tabel IV.6. Debit Air Rembesan Di Kaki Lereng Tanggal Pengukuran Lokasi Volume (liter) Waktu (detik) 13 Nopember 2006 Blok Debit Blok 1 13 Nopember 2006 Blok 14 Debit Blok 14 ±5 lit/min ±5 lit/min. 4-19

20 4.6. Klasifikasi Massa Batuan Geomekanika (RMR) Seperti telah diterangkan sebelumnya bahwa klasifikasi massa batuan yang dipakai pada penelitian ini adalah klasifikasi massa batuan RMR dari Bieniawski Untuk menerapkan system klasifikasi RMR, massa batuan dibagi ke dalam beberapa tipe massa batuan dimana pada setiap tipe mempunyai ciri kenampakan (feature) tertentu yang serupa. Umumnya pembagian tipe ini akan terkait langsung dengan adanya struktur geologi utama (major geological structure) seperti sesar, zona geser (shear zone), tingkat pelapukan maupun jenis batuan. Kemudian untuk masingmasing tipe massa batuan tersebut ditentukan klasifikasi massa batuannya. Nilai klasifikasi massa batuan RMR untuk setiap tipe massa batuan dapat dilihat pada Tabel IV.7. Tabel IV.7. Kelas Massa Batuan Setiap Tipe Massa Batuan Berdasarkan RMR (Bieniawski, 1989) Kekuatan Batuan Utuh (UCS) Rock Quality Designation (RQD) Jarak Antar Bidang Diskontinyu Kondisi Bidang Diskontinyu Kondisi Air Tanah Arah/kemiringan Bidang Diskontinyu Parameter Tipe Massa Batuan Tipe 1 Tipe 2 Tipe 3 Tipe 4 Nilai (Mpa) Peringkat Nilai (%) 99.9% 99.50% 73.6% 73.6% Peringkat Jarak (m) Peringkat Kekasaran permukaan, kemenerusan, spasi, dan tingkat pelapukan Permukaan kekar agak kasar, bukaan <1mm, dindingnya agak lapuk oleh aksida besi Permukaan kekar agak kasar, bukaan >1mm, dindingnya agak lapuk oleh aksida besi Sparasi 1-5 mm, dinding bidang diskontinu lapuk tinggi Sparasi >5mm, Permukaan bergores garis, lapuk tinggi, soft gouge Peringkat Aliran (lt/m) Lembab Lembab Lembab Lembab Peringkat Arah jurus dan kemiringan bidang diskontinu terhadap arah galian Arah jurus bidang diskontinyu dd (N115 o E dan N65 o E) relatif searah dengan arah galian lereng (N50 o E) dengan kemiringan bidang diskontinyu hingga 65 o Arah jurus bidang diskontinyu dd (N65 o E, N122 o E dan N171 o E ) relatif searah dengan arah galian lereng (N50 o E) dengan kemiringan bidang diskontinyu hingga 65 o Kekar rapat dengan arah kemiringan dan kemiringan acak Kekar rapat dengan arah kemiringan dan kemiringan acak Peringkat Peringkat Kelas II III IV V RMR Sangat Buruk ( Very Deskripsi Baik (Good) Sedang (Fair) Buruk (Poor) Poor) Parameter Kohesi (kpa) <100 Geomekanika Sudut geser dalam ( o ) <

21 Berdasarkan Tabel IV.7 dapat dilihat bahwa Tipe Massa Batuan 1 yang tersusun oleh batupasir agak lapuk (slightly weathered) mempunyai RMR 69 (batuan dengan kondisi baik), Tipe Massa Batuan 2 yang tersusun oleh batupasir lapuk sedang (slightly weathered) mempunyai RMR 59 (sedang), Massa Batuan Tipe 3 yang tersusun oleh batulempung lapuk tinggi (highly weathered) mempunyai RMR 30 (buruk), dan Massa Batuan Tipe 4 yang merupakan zona patahan mempunyai RMR 20 (sangat buruk) Peledakan (Ground Vibration) Untuk menganalisa pengaruh getaran peledakan digunakan metode pseudo statis dengan menggunakan nilai peak acceleration (g) yang didapatkan dari pengukuran ground vibration yang dilakukan PT. DAHANA. Hasil analisa getaran peledakan dapat dilihat pada Tabel IV.8. Tabel IV.8. Getaran Peledakan Daerah Penambangan Binungan Peledakan Pengukuran Jml Trans Vert Long No Tgl Lokasi Elv. Lokasi Elv. Jarak hole P. Acc. P. Acc. P. Acc. (m) (m) (m) (bh) (g) (g) (g) 1 5-Feb-03 H2/H -25 Rawa H Feb-03 H2/K Rawa HW (PT BUMA) Rawa HW C1 B LW B (PT DLS) C2/CLU Jalan (PT BUMA) HW MAX MIN AVERAGE Data Laboratorium Data laboratorium diperoleh dari hasil pengujian contoh batuan yang diambil di lapangan. Pengujian laboratorium dilakukan untuk mengetahui sifat fisik dan 4-21

22 mekanik batuan. Hasil pengujian laboratorium dapat dilihat pada Tabel IV.9, IV.10, dan IV.11. Tabel IV.9. Hasil Pengujian Sifat Fisik Batuan No Sample Lokasi ρ n ρ d ρ s w S n Lithology Code Contoh (gr/cm 3 ) (gr/cm 3 ) (gr/cm 3 ) % % % e 1 DD-GT-BIN Blok 2 Sandstone DD-GT-BIN Blok 4 Sandstone DD-GT-BIN Blok 11 Mudstone DD-GT-BIN Blok 6 Mudstone DD-GT-BIN Blok 7 Mudstone DD-GT-BIN Blok 12 Mudstone DD-GT-BIN Blok 13 Mudstone DD-GT-BIN Blok 14 Sandstone DD-GT-BIN Blok 13 Sandstone Tabel IV.10. Hasil Pengujian Kuat Tekan (UCS) Batuan No Sample Code Lithology Lokasi Contoh σ (MPa) E (GPa) υ 1 DD-GT-BIN Sandstone Blok DD-GT-BIN Sandstone Blok DD-GT-BIN Mudstone Blok DD-GT-BIN Mudstone Blok DD-GT-BIN Mudstone Blok DD-GT-BIN Mudstone Blok DD-GT-BIN Mudstone Blok DD-GT-BIN Sandstone Blok DD-GT-BIN Sandstone Blok Tabel IV.11. Hasil Pengujian Geser Langsung Batuan No Sample Code Lokasi τ (kpa) Kohesi (kpa) Internal friction Angle ( ) Lithology σnormal Contoh (kpa) Puncak Sisa Puncak Sisa Puncak Sisa DD-GT-BIN Blok 2 Sandstone DD-GT-BIN Blok 11 Mudstone DD-GT-BIN Blok 12 Mudstone DD-GT-BIN Blok 13 Mudstone DD-GT-BIN Blok 14 Sandstone DD-GT-BIN Blok 13 Sandstone

23 4.9. Uji Rayapan Geser Langsung Seperti telah diketahui bahwa kestabilan lereng suatu tambang terbuka akan berubah terhadap waktu dan akan semakin berkurang. Keruntuhan material yang bergantung waktu merupakan fenomena deformasi jangka panjang yang berupa rayapan (creep). Rayapan dapat terus berkembang hingga menyebabkan kelongsoran pada struktur massa batuan. Hal ini berkaitan dengan penurunan kekuatan geser material yang mempengaruhi kemantapan jangka panjang lereng tersebut. Untuk itu dilakukan penelitian rayapan geser langsung di laboratorium terhadap contoh batulempung yang merupakan lapisan pembawa batubara untuk mengetahui perilaku dan kekuatan geser jangka panjangnya. Uji rayapan geser langsung dilakukan dengan penerapan beban normal dan beban geser konstan. Pembebanan dilakukan sampai batulempung mengalami keruntuhan (failure) atau selama waktu tertentu. Perpindahan geser yang terjadi selama pembebanan dicatat sebagai masukan untuk analisis perilaku rayapan. Untuk mendapatkan kuat geser jangka panjang dan mengetahui perilaku batuan dengan beban geser konstan, telah dirancang alat uji rayapann geser langsung (Gunadi, 2002; Kramadibrata dkk., 2002). Alat uji rayapan geser langsung yang dipakai pada penelitian ini dapat dilihat pada Gambar

24 1. Katrol 9. Dudukan load cell 2. Beban geser 10. Kotak geser bagian bawah 3. Beban normal 11. Katrol 4. Wire rope 12. Contoh uji 5. Proving ring 13. Bantalan geser 6. Dial gauge beban normal 14. Dial gauge geser 7. Dial gauge perpindahan 15. Batang penahan horizontal normal 16. Load cell 8. Batang penahan load cell 17. Strain indicator Gambar Alat Uji Rayapan Geser Langsung (Kramadibrata dkk., 2002) Sistem pembebanan normal dan geser yang digunakan pada alat uji ini adalah sistem bandul sehingga aplikasi gaya normal dan gaya geser diharapkan konstan selama pengujian Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam pengoprasian alat uji ini adalah: 1. Mampu menjamin gaya normal dan gaya geser yang diaplikasikan konstan selama waktu pengujian. 2. Mampu membaca besarnya perpindahan normal dan geser secara akurat. 3. Kotak uji geser dapat menguji berbagai bentuk contoh dengan ukuran tertentu. 4. Mempunyai kemudahan untuk melakukan perubahan tingkat tegangan normal maupun tegangan geser Uji Geser Langsung Sebelum uji rayapan geser langsung dilaksanakan, terlebih dahulu dilakukan uji geser langsung (direct shear test). Hasil dari uji geser langsung terhadap contoh batulempung dapat dilihat pada Tabel IV

25 Tabel IV.12. Hasil Uji Geser Langsung Batulempung F normal (kn) σ normal (kpa) F geser (kn) τ (kpa) c (kpa) φ ( o ) Puncak Sisa Puncak Sisa Puncak Sisa Puncak Sisa Berdasarkan Tabel IV.12., dapat direpresentasikan ke dalam grafik kuat geser Mohr- Coulomb (Gambar 4.15.) dengan persamaan kuat geser puncaknya o τ = tan (4.5.) σ n dan kuat geser sisanya o τ = tan (4.6.) σ n Tegangan Geser (kpa) Kurva Kuat Geser y = x y = x Tegangan Normal (kpa) Puncak Sisa Gambar Grafik Kuat Geser Mohr-Coulomb Hasil pengujian kuat geser langsung ini dijadikan acuan untuk penentuan beban normal dan beban geser pada uji rayapan geser langsung di laboratorium Hasil Uji Rayapan Geser Langsung Hasil pengujian ditampilkan dalam bentuk kurva rayapan sesuai dengan tingkat pembebanannya. Kurva tersebut menunjukan perpindahan geser dan perpindahan 4-25

26 normal (mm) terhadap waktu pembebanan (menit). Pengujian dilakukan terhadap 3 contoh uji CR-1, CR-2, dan CR-3 yang masing-masing diberi gaya normal 0.2 kn, 0.4 kn, dan 0.6 kn dengan tingkat gaya geser sebesar 50%, 70%, dan 90%. Tabel IV.13., menunjukan hasil pengolahan data uji rayapan geser langsung untuk contoh CR-3, sedangkan hasil untuk contoh lainnya dapat dilihat pada Lampiran 3. Tabel IV.13. Data Uji Rayapan Geser Langsung CR

27 Berdasarkan data uji rayapan geser langsung, kemudian dapat digambarkan kurva perpindahan lateral (geser) terhadap waktu, kurva perpindahan aksial (normal) terhadap waktu, dan kurva perubahan gaya (normal dan geser) terhadap waktu selama pengujian. Kurva hasil uji rayapan geser langsung untuk CR-1, CR-2, dan CR-3 dapat dilihat pada Gambar 4.16, 4.17, dan CR Perpindahan (x0.001mm) ,000 10,000 15,000 20,000 25,000 30, Gaya (kn) -500 Waktu (menit) Perpindahan Lateral Perpindahan Aksial Gaya geser Gaya normal 0.00 Gambar Kurva Hasil Uji Rayapan Geser Langsung CR-1 CR Perpindahan (x0.001mm) ,000 10,000 15,000 20,000 25, Gaya (kn) -100 Waktu (menit) Perpindahan Lateral Perpindahan Aksial Gaya geser Gaya normal 0.00 Gambar Kurva Hasil Uji Rayapan Geser Langsung CR

28 400 CR Perpindahan (x0.001mm) Gaya (kn) Waktu (menit) 0.00 Perpindahan Lateral Perpindahan Aksial Gaya geser Gaya normal Gambar Kurva Hasil Uji Rayapan Geser Langsung CR-3 Pada Gambar 4.16, 4.17, dan 4.18, terlihat adanya proses perpindahan geser seketika yang diikuti dengan rayapan primer, sekunder dan tersier yang diikuti runtuhan (failure). Hal ini menujukan bahwa contoh uji CR-1, CR-2, dan CR-3 mempunyai sifat elasto-viskoplastik. Pada saat batulempung dikenai gangguan berupa tegangan geser, akan terjadi pembukaan rekahan awal pada bidang gesernya. Hal ini ditandai dengan Perpindahan seketika yang teramati untuk CR-1, CR-2, dan CR-3 masing-masing sebesar 0.05 mm, mm, dan mm. Sesaat sesudah pembebanan, batulempung mempunyai percepatan awal untuk berpindah. Batulempung memberikan reaksi terhadap pembebanan awal sebagai usaha untuk mencapai kestabilan. Reaksi batulempung ini mengakibatkan perlambatan perpindahan hingga mencapai kondisi stabil. Peristiwa ini ditandai dengan rayapan primer. Pada hasil pengujian terlihat bahwa rayapan primer terjadi setelah perpindahan seketika berupa perpindahan ekponensial dan mencapai 4-28

29 kestabilan pada menit ke 4040, 2896, dan menit ke-7 untuk CR-1, CR-2, dan CR-3 secara berturut-turut. Perpindahan yang terjadi pada saat batulempung mencapai kestabilan untuk masing-masing contoh uji adalah 0.114mm, 0.338mm, dan 0.255mm. Setelah mencapai kondisi stabil, batulempung mengalami perpindahan geser secara linier dengan laju konstan sebesar 10-4, , dan untuk CR-1, CR-2, dan CR- 3. Pada peristiwa ini batulempung berada pada proses rayapan sekunder. Rayapan sekunder terjadi hingga menit ke-17540, 13536, dan menit ke 54 untuk masingmasing contoh uji. Selama proses rayapan sekunder, pergeseran antar permukaan bidang geser menyebabkan gerigi bidang geser semakin halus. Hal ini akan mengurangi kekuatan batulempung untuk menahan tegangan geser yang diberikan. Pada saat ketahanan batulempung dilampaui, akan terjadi percepatan perpindahan sebagai awal tahap rayapan tersier. Rayapan tersier ini terus berlanjut hingga batulempung mengalami keruntuhan. Hasil uji rayapan memperlihatkan bahwa keruntuhan terjadi setelah batulempung mengalami tegangan geser konstan selama menit (19.3 hari) untuk CR-1, menit (13.6 hari) untuk CR-2, dan 64 menit untuk CR