BAB 1 PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Penelitian PT. Berau Coal merupakan salah satu tambang batubara dengan sistim penambangan terbuka di Kalimantan Timur Indonesia yang resmi berdiri pada tanggal 5 April 1983. Tambang ini mempunyai target produksi sekitar 11 juta ton pertahun dan saat ini memiliki 3 lokasi penambangan, yaitu Site Lati, Site Binungan, dan Site Sambarata. Penelitian berlokasi di Site Binungan dan difokuskan di Pit K. Di area penambangan Binungan terdapat 7 Blok daerah penambangan, yaitu Blok 1-4, Blok 5-6, dan Blok 7 yang terdiri dari 5 buah pit (Pit K, Pit H3N, Pit H4, Pit C3, dan Pit E). Pit K dipilih sebagai lokasi penelitian karena di daerah tersebut berkembang struktur geologi seperti rekahan, lipatan, dan patahan yang cukup intensif. Pada saat penelitian dilakukan (tanggal 31 Oktober 23 Nopember 2007), galian di Pit K telah mencapai 17 Blok dari rencana 51 Blok dimana setiap Blok mempunyai panjang 50 meter. Blok yang sudah selesai digali adalah Blok 1-3 dengan ketinggiam lereng 45 m (+20 msl hingga -25 msl) dengan kemiringan 65 o untuk Blok 1-2 dan 50 o untuk Blok 3. Sedangkan Blok 3-17 baru digali hingga elevasi -15 atau ketinggian 35 m. Ketinggian jenjang (bench) didesain 10 m dengan kemiringan lereng tunggal 65 o, lebar berm 5 m, dan kemiringan lereng keseluruhan (overall) didesain 45 o. Khusus untuk tanah kemiringan lerengnya dibentuk 45 o. 1-1
Masalah kestabilan lereng di Pit K pertama kali teramati setelah pekerjaan galian dilaksanakan selama 9 bulan. Kegiatan penambangan di Pit K pertama kali dilaksanakan pada tanggal 21 Pebruari 2006. Pada tanggal 11 Nopember 2006 terjadi retakan di Blok 1-3 dari elevasi +12 sampai elevasi +30 dan sekitar 4 hari kemudian mulai terjadi longsoran dilokasi tersebut. Potensi ketidak stabilan lereng di Pit K juga teramati pada tanggal 9 Agustus 2006 di Blok 9-10 dan 20 Agustus 2006 di blok 8-9. Longsoran yang terjadi di Pit K dapat dilihat pada Gambar 1.1. Gambar 1.1. Longsoran yang terjadi di Pit K Masalah kestabilan lereng di dalam suatu pekerjaan yang melibatkan kegiatan penggalian maupun penimbunan merupakan masalah penting, karena ini menyangkut masalah keselamatan manusia, peralatan dan bangunan yang berada di sekitar lereng tersebut. Dalam pekerjaan penambangan dengan cara tambang terbuka, lereng yang tidak mantap akan dapat mengganggu kelancaran produksi. Kestabilan lereng pada suatu tambang terbuka dapat berubah terhadap waktu. Dengan berjalannya waktu, besaran parameter yang digunakan untuk menghitung kestabilan lereng pada tahap disain akan berubah. Parameter-parameter yang 1-2
diperkirakan akan berubah dengan berjalannya waktu adalah: kohesi, sudut geser dalam, kekuatan dan kondisi massa batuan. Berubahnya besaran parameterparameter tersebut terutama disebabkan oleh intesifnya proses pelapukan yang terjadi di daerah tropis seperti Indonesia. Hal lain yang menyebabkan menurunnya kestabilan lereng terhadap waktu adalah faktor gaya luar seperti getaran akibat peledakan maupun getaran kendaraan. Untuk mengetahui perubahan kestabilan lereng terhadap waktu, selain kestabilan lereng saat ini maka perlu diketahui perubahan besaran parameter-parameter pembentuk lereng yang direpresentasikan ke dalam nilai klasifikasi massa batuan pembentuk lereng dalam hubungannya dengan kestabilan lereng tersebut. Nilai klasifikasi massa batuan didasarkan pada nilai Rock Mass Rating (RMR, Bieniawski 1989). Untuk mengetahui hal tersebut, maka perlu dilakukan Kajian Nilai Klasifikasi Massa Batuan Terhadap Stabilitas Lereng Dan Penentuan Kekuatan Jangka Panjangnya Pada Operasi Penambangan Binungan PT. Berau Coal Kalimantan Timur 1.2. Tujuan Penelitian Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui hubungan antara faktor kemanan lereng dengan nilai klasifikasi massa batuan (RMR) untuk berbagai sudut dan ketinggian lereng di Pit K Operasi Penambangan Binungan PT. Berau Coal Kalimatan Timur. Selain itu akan dilakukan pula studi karakteristik kekuatan geser pada lapisan pembawa batubara (coal bearing strata) sehingga diketahui kekuatan jangka panjang batuan tersebut. Kemudian akan dilakukan pula analisis besarnya penurunan 1-3
parameter kuat geser (c dan φ) terhadap waktu sehingga akan diketahui kestabilan lereng yang bergantung waktu. Manfaat yang diharapkan dari penelitian ini: 1. Sebagai sarana untuk mengaplikasikan teori yang didapat selama masa perkuliahan. 2. Sebagai bahan masukan bagi PT. Berau Coal untuk menentukan tingkat kestabilan lereng berdasarkan nilai klasifikasi massa batuan (RMR) pada berbagai sudut dan tinggi lereng sehingga dapat ditentukan apakah lereng tersebut dalam keadaan stabil atau tidak. 3. Untuk mengetahui kekuatan jangka panjang dan penurunan kekuatan batuan pembentuk lereng sehingga dapat diketahui kapan suatu lereng akan mengalami keruntuhan. 1.3. Batasan Masalah Bidang penelitian dibatasi pada penentuan faktor keamanan lereng dengan metode kesetimbangan batas (limit equilibrium) dengan menggunakan paket program Slide Ver.5 dan penentuan nilai RMR dari Bieniawski, 1989. Kekuatan jangka panjang lapisan pembawa batubara dan penurunannya dilakukan dengan uji rayapan (creep) di Laboratorium Geomekanika ITB. 1-4
1.4. Lokasi dan Waktu Penelitian Daerah penelitian berlokasi di Operasi Penambangan Binungan PT. Berau Coal yang terletak di Desa Pegat Bukur, Kecamatan Sambaliung, Kabupaten Berau, Propinsi Kalimantan Timur. Penelitian lapangan dilaksanakan selama 23 hari dari tanggal 31 Oktober 2007 hingga tanggal 22 Nopember 2007. Jadual penelitian selengkapnya dapat dilihat pada Tabel 1.1. Tabel I.1. Jadual Penelitian Lapangan Item Pekerjaan Mobilisasi ke lapangan Orientasi Lapangan Pengambilan data penunjang (Peta topografi, peta geologi, data penunjang lainnya) Pengambilan data lapangan Pemetaan Geologi Pemetaan Struktur Geologi Penilaian Klasifikasi Massa Batuan Pengambilan Sample Batuan Presentasi hasil pengamatan lapangan Demobilisasi Oktober Nopember 2007 30 31 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 Pekerjaan Lapangan dimulai dengan orientasi lapangan yang bertujuan untuk meninjau lokasi penambangan dan menentukan lokasi penelitian. Pekerjaan selanjutnya adalah pengambilan data penunjang seperti peta topografi, peta geologi, laporan terdahulu, dana data penunjang lainya. Pekerjaan pengambilan data lapangan dibagi menjadi 3 macam pekerjaan, yaitu pemetaan geologi, pemetaan struktur geologi, dan penilaian klasifikasi massa batuan RMR, yang dilanjutkan dengan pengambilan contoh batuan untuk uji laboratorium. Setelah semua tahapan penelitian lapangan selesai, selanjutnya dilakukan presentasi hasil penelitian lapangan dihadapan pihak PT. Berau Coal. 1-5
1.5. Metodologi Penelitian Penelitian dilakukan dengan suatu metodologi yang dimulai dengan penyelidikan lapangan yang terdiri dari pemetaan geologi, pengambilan data struktur geologi, penentuan nilai RMR pembentuk lereng, pengambilan data geometri lereng, dan pengambilan contoh batuan untuk uji laboratorium. Tahap selanjutnya adalah melakukan interpretasi struktur geologi dengan proyeksi stereografi dan uji laboratorium. Uji laboratorium dimaksudkan untuk mengetahui sifat fisik dan mekanik dari batuan yang ada dilokasi tersebut dan kekuatan jangka panjangnya. Uji laboratorium yang dilakukan berupa uji sifat fisik batuan, uji kuat tekan, uji geser langsung, dan uji rayapan. Dari uji laboratorium tersebut akan didapatkan nilai bobot isi, kuat tekan, modulus Young, nisbah Poisson, kohesi, sudut geser dalam dan kekuatan jangka panjang serta penurunannya terhadap kekuatan utuhnya. Parameter-parameter hasil uji laboratorium tersebut digunakan untuk analisis kestabilan lereng. Interpretasi struktur geologi dengan proyeksi stereografi berguna untuk menentukan jenis longsoran yang mungkin terjadi sehingga dapat ditentukan metode yang cocok untuk perhitungan kestabilan lereng. Klasifikasi massa batuan dilakukan untuk mengetahui kelas batuan pembentuk lereng. Berdasarkan sebaran nilai klasifikasi massa batuan, dapat dibuat peta penyebaran nilai klasifikasi massa batuan di sekitar lereng pertambangan. Diagram alir dari penelitian ini dapat dilihat pada Gambar 1.4. 1-6
Gambar 1.2. Lokasi Penelitian Gambar 1.3. Pit K Operasi Penambangan Binungan 1-7
Kajian Nilai Klasifikasi Massa Batuan terhadap Kemantapan Lereng Dan Penentuan Kekuatan Jangka Panjangnya Pada Operasi Penambangan Binungan PT. Berau Coal, Kalimantan Timur Studi Literatur Penyelidikan Lapangan: - Pengambilan data geologi - Pengambilan data struktur geologi - Pengambilan data klasifikasi massa batuan - Pengambilan contoh batuan untuk uji laboratorium Pengujian Laboratorium Peta geologi dan struktur geologi Peta penyebaran tipe massa batuan berdasarkan klasifikasi massa batuan Uji rayapan geser Uji sifat fisik & mekanik Analisis struktur geologi dengan stereografi Penentuan penampang lereng untuk analisis Jenis Longsoran Parameter geomekanika massa batuan Kekuatan jangka panjang Pemodelan lereng aktual Pemodelan lereng simulasi untuk setiap tipe massa batuan Analisis kemantapan lereng Korelasikan nilai Fk dengan klasifikasi massa batuan pembentuk lereng Hitung kemantapan lereng berdasarkan parameter hasil uji rayapan Pemodelan untuk lereng stabil Fk < 1.2 Evaluasi hasil analisis kemantapan Fk = 1.2 Buat grafik hubungan antara faktor keamanan dengan nilai klasifikasi massa batuan untuk berbagai sudut dan ketinggian lereng OK Selesai Gambar 1.4. Bagan Alur Penelitian 1-8