dasar –dasar teknik peledakan
TRANSCRIPT
DASAR –DASAR TEKNIK PELEDAKAN
MATA KULIAHTAMBANG UMUM
FOR MINERS ARROUND THE
WORLD
PENGERTIAN BAHAN PELEDAK
KLASIFIKASI
KARAKTERISTIK
TIPE DAN JENIS HANDAK INDUSTRI
DEFENISI BAHAN
PELEDAK ;
• Bahan Peledak
“ suatu bahan kimia senyawa tunggal atau
campuran berbentuk padat, cair, gas atau
campurannya yang apabila dikenai suatu aksi
panas, benturan, gesekan atau ledakan awal akan
mengalami suatu reaksi kimia eksotermis sangat
cepat yang hasil reaksinya sebagian atau
seluruhnya berbentuk gas dan disertai panas dan
tekanan sangat tinggi yang secara kimia lebih stabil.”
TUJUAN PELEDAKAN
• PEMBONGKARAN BATUAN
• PEMBUATAN TEROWONGAN
PELEDAKAN OVERBURDEN
BATUBARA
Bahan peledak HANDAK (explosive) mempunyai tiga (3) Campuran bahan
1. Zat kimia yang mudah bereaksi yang fungsinya sebagai explosive base, yaitu :
❑ N.G (Nitroglyserine) C3H5 (NO3)3
❑ TNT(Tri Nitro Toluence) C6H2CH3 (NO2)3
❑ Nitrocellulose / gun cotton (C6H7 (NO3)3 O2) x dimana x dapat bernilai 1❑ Nitrostearach (C6H7 (NO3)3 O2) x dimana x dapat bernilai 3❑ Dinitroluence C7N2O4H6
❑ Ethylene glycoldinitrate C2H4(NO3)2
❑ Fulminate (campuran HNO3 + alkohol), biasanya dicampur dengan metal Pb/Hg/Cu/Ag sebagai detenator (pemulai ledakan).
2. Oksidator yang fungsinya memberikan O2, yaitu : KClO3, NaClO3, NaNO3, NH4NO3, dan KNO3
3. Zat penyerap / tambahan terdiri dari serbuk kayu, serbuk gandum, serbuk batubara, serbuk belerang, chalk (CaCO3), oksida seng dan Kieselguhr / silika (SiO2)
Menurut Daya Ledak
Bahan Peledak secara umum dibagi atas 2 bagian menurut daya ledak yang ditimbulkannya, yaitu :
• Low Explosives
• High Explosives
LOW EXPLOSIVE
Low Explosive, Ciri-ciri :
• Jangkauan ledakan < 1000 m / dtk, dengan ciri-ciri :• Reaksi peledakannya relatif lambat• Tidak seluruh bahan peledak berubah dari fase padat
menjadi fase gas, sehingga menimbulkan tekanan dan temperatur yang tinggi.
• Menghasilkan proses pembakaran yang relatif lambat (deflagration) dan tidak menghasilkan getaran dan gelombang (shock waves). Contoh : Black Powder (sodium nitrat dan sulfur), black powder ada 2 (dua) jenis yaitu Black Blasting Powder yang berbentuk butiran dan Pellet Powder.
HIGH EXPLOSIVE
High Explosive, Ciri-ciri :
• Jangkauan ledakan > 1500 meter / detik
• Reaksi peledakan cepat
• Seluruh bahan peledak berubah dari fase padat menjadi fase gas.
• Menghasilkan getaran gelombang yang tinggi yang diikuti oleh reaksi kimia yang menyediakan energi untuk kelanjutan propagasi secara stabil yang menimbulkan "shattering effect".
• Contoh : Dinamit, TNT (Tri Nitro Toluen), dan Gelatine.
CARA PELEDAKAN :
1. Simultaneous Blasting (Peledakan sekaligus)
2. Delayed Blasting ( Sistem tunda, berurutan selang beberapa detik)
SEGITIGA PEMBAKARAN
❖AGEN PELEDAKAN (BLASTING AGENTS)
❖BAHAN PELEDAK BERBASIS “NG”
❖PERMISSIBLE EXPLOSIVE
❖BLACK POWDER
❖DETONATOR
KLASIFIKASI BAHAN PELEDAK
BAHAN PELEDAK
BAHAN PELEDAK KUAT(HIGH EXPLOSIVES)
BAHAN PELEDAK LEMAH(LOW EXPLOSIVES)
PRIMER
CONTOH:Pb Azide
Pb StypnateHg Fulminate
SEKONDER
CONTOH:NGTNT
PETNDinamitEmulsiANFO
TERSIER
CONTOH:ANAP
DNT
PIROTEKNIK
CONTOH:Thermite
Delay compositionIgnition charge
PROPELAN
LIQUID PADAT
MONO
CONTOH:NitramineHydrazine
KOMPOSIT
CONTOH:LOxFuel
SINGLEBASE
CONTOH:Nitro cellulose
DOUBLEBASE
CONTOH:NC / NG
TRIPLEBASE
CONTOH:NC / NG / NQ
COMPOSITE
CONTOH:NC / NG / AP /
Al / RDX
KLASIFIKASI BAHAN PELEDAK INDUSTRI
BAHAN PELEDAK INDUSTRI (Mike
Smith, 1988)
BAHAN PELEDAK KUAT
AGEN PELEDAKAN
BAHAN PELEDAK KHUSUS
Dinamit
Gelatine
TNT ANFO
Slurries
Emulsi
Hybrid ANFOSlurry mixtures
Seismik
Trimming
Permissible
Shaped charges
Binary
LOX
Compressed air/ gas
Expansion agents
Mechanical methods
Water jets
Liquid
Jet piercing
PENGGANTI BAHAN PELEDAK
KARAKTERISTIK BAHAN
PELEDAK
Karakter fisik
Karakter kinerja detonasi
Densitas
Sensitivitas
Ketahanan Thd. Air
Kestabilan Kimiawi
Karakteristik Gas
(density)
(sensitivity)
(water resistance)
(chemical stability)
(Fumes characteristics)
• Berat bahan peledak per unit volume diekspresikan dalam satuan gr/cc
• Densitas bhn.peledak yang tinggi akan lebih mudah menghasilkan dead pressed (detonasi rendah akibat kehilangan sensitivitas karena terhambatnya tekanan) dibanding densitas yang rendah
• Loading density adalah berat per meter bhn.peledak didalam kolom lub.tembak (kg/m)
• Batuan masif - pakai densitas bhn. peledak tinggi
• Batuan berstruktur/lunak - pakai densitas bhn.peledak rendah
• Densitas ANFO 0,85 gr/cc
• Ukuran tingkat kemudahan inisiasi bhn.peledak atau ukuranminimal booster yang diperlukan
• Bervariasi tergantung pada kompisisi bhn.peledak, diameter,temperatur dan tekanan ambient
• High explosive (1,1D) - sensitif terhadap detonator No.8 ataudetonating cord 10 gr/m
• Blasting agent (1,5D) - tdk sensitif terhdp. detonator No.8;memerlukan booster (primer)
• Beberapa blasting agent sensitif terhadap det.cord dan dapatmencegah sekuen peledakan tunda downhole
◼ Energi total yang dilepaskan handak sampai gas-gas terbuang ke udara bebas
◼ Batas tekanan yang terbuang tersebut sekitar 100 MPa
ENERGI EFEKTIF
KLASIFIKASI AGEN PELEDAKAN
AMMONIUM NITRAT (NH4NO
3)
BAHAN BAKAR KARBON
(biasanya solar atau Fuel Oil/FO)AIR, NITRAT INORGANIK, ZAT PEREKAT, ZAT PENGENDAP
ALUMINIUM
AGEN PELEDAKAN KERING
BERALUMINIUM
(aluminized dry blasting agent)
AGEN PELEDAKAN KERING
ATAU ANFO
(dry blasting agent - ANFO)
CAMPURAN LAIN UNTUK
MENINGKATKAN DENSITAS
AGEN PELEDAKAN KERING
DENSITAS TINGGI
(densifieddry blasting agent)
ASAM PENGOKSIDA
(oxidizing acid)
AGEN PELEDAKAN LUMPUR
MENGANDUNG ASAM
(acid slurry blasting agent)
PARAFIN, ZAT GULA,
KARBON, DLL
(sensitizer bukan bahan
peledak)
AGEN PELEDAKAN LUMPUR
(slurry blasting agent)
ALUMINIUM
AGEN PELEDAKAN LUMPUR
MENGANDUNG ALUMINIUM
(aluminized slurry blasting agent)
BAHAN PELEDAKAN
LUMPUR
(slurry explosive)
TNT, TEPUNG NITROSTARCH
TAK BERASAP
(sensitizer bahan peledak)
BAHAN PELEDAK LUMPUR
BERALUMINIUM
(aluminized slurry explosive)
ALUMINIUM
"AGEN PELEDAKAN KERING"
(dry blasting agent)
"AGEN PELEDAKAN LUMPUR"
(slurry blasting agent)"BAHAN PELEDAK LUMPUR"
(slurry explosives)
AMMONIUM NITRAT (NH4NO3)
Densitas : - butiran berpori 0,74 – 0,78 gr/cc
(untuk agen peledakan)
- butiran tak berpori 0,93 gr/cc
(untuk pupuk urea)
Porositas: - mikroporositas 15%
- makro plus mikroporositas 54%
- butiran tak berpori mempunyai
porositas 0 – 2%
Ukuran partikel : yang baik untuk agen
peledakan antara 1 – 2 mm
Tingkat kelarutan terhadap air bervariasi
tergantung temperatur, yaitu:
- 5 C tingkat kelarutan 57,5% (berat)
- 10 C tingkat kelarutan 60% (berat)
- 20 C tingkat kelarutan 65,4% (berat)
- 30 C tingkat kelarutan 70% (berat)
- 40 C tingkat kelarutan 74% (berat)
SIFAT-SIFAT ANFO (2)
(Data diperoleh dari Dyno Nobel untuk Prilled ANFO)
⚫ Densitas:
⚫ Poured (gr/cc) 0,80 – 0,85
⚫ Blow Loaded (gr/cc) 0,85 – 0,95
⚫ Energi (MJ/kg): 3,7
⚫ RWS (%): 100 → (373 kj/gr)
⚫ RBS:
⚫ Poured (%) 100 → (317 kj/cc)
⚫ Blow Loaded (%) 116
⚫ Diameter lubang ledak min.:
⚫ Poured (mm) 75
⚫ Blow Loaded (mm) 25
⚫ Ketahanan thd. air: buruk
⚫ Shelf Life:
⚫ Maks. 6 bulan tergantung temperatur dan kelembaban gudang
⚫ Gudang yang bersuhu dan kelembaban tinggi akan ANFO rusak, ditandai dgn pengerasan atau caking yg akan mengurangi kinerja peledakan
⚫ Waktu Tidur (Sleep Time) :
⚫ Dalam kondisi normal kering dengan lubang tertutup stemming yang baik, ANFO dapat ditidurkan sampai 6 bulan
⚫ Kehadiran air dalam lubang akan menurunkan secara dramatis waktu tidur
PROPERTIES NITRO NOBEL PT DAHANA ICI EXPL. (ORICA)
Density, gr/cc :
- Poured 0,80 – 0,85
- Blow loaded 0,85 – 0,95
- Bulk 0,80 – 0,84 0,80 – 1,10
Energy, MJ/kg 3,70
RWS, % 100 100 100 – 113
RBS, % : 100 – 156
- Poured 100
- Blow loaded 116
VoD, m/s 3000 – 3300 4100
Min. hole diameter, mm : 38,10 25
- Poured 75
- Blow loaded 25
Water resistance nil Poor Poor
Storage life, month 6 6 6
Trade mark ANFO prill DANFO Nitropril
ANFO DARI TIGA
PRODUSEN
BAHAN PELEDAK
SLURRY ATAU
WATERGEL
Istilah slurries dan watergel adalah sama artinya,
yaitu campuran oksidator, bahan bakar, dan
pemeka (sensitizer) di dalam media air yang
dikentalkan memakai gums, semacam perekat,
sehingga campuran tersebut berbentuk jeli atau
slurries yang mempunyai ketahanan terhadap air
sempurna. Sebagai oksidator bisa dipakai sodium
nitrat atau ammonium nitrat, bahan bakarnya
adalah solar atau minyak diesel, dan pemekanya
bisa berupa bahan peledak atau bukan bahan
peledak yang diaduk dalam 15% media air.
EMULSIONS (1)
◆ Adalah matriks yang terbentuk dari fase
larutan oksidator di dalam fase fuel yang
dipertahankan sifat-sifatnya (continuous fuel
phase) ditambah emulsifier (biasanya cuka)
agar campuran tetap bersatu. Komposisi ini
disebut tipe water in oil.
◆ Ukuran partikel menjadi kecil berbentuk
droplets emulsi handak
◆ Konsentrasi matriks emulsi tidak larut air
◆ Dapat dibuat di pabrik atau pada truck MMU
◆ Densitas antara 1,1 – 1,35 gr/cc
◆ VOD antara 4500 – 5800 m/s dan RWS <
ANFO tapi RBS > ANFO
94%
AN (AMMONIUM NITRAT)
+6%
FO
ANFO
(94% AN + 6% FO)
81%
EMULSI
(76% AN + 5% FO + 18% AIR + 1% EMULSIFIER)
+18%
AIR
+1%
EMULSIFIER
EMULSIONS (2)
Handak Ukuran butir Bentuk butir VOD, m/s
ANFO 2,00 mm Semua padat 3500 - 4500
Dynamit 0,20 mm Semua padat 4000
Slurry 0,20 mm Padat / liquid 3300
Emulsi 0,001 mm Liquid 5000 - 6000
Oxidiser PhaseSuspended
Fuel PhaseContinuous(surrounds the oxidiser)
Bampfield & Morrey, 1984
Pembesaran 1250 xPhotograph from Nitro Nobel
SIFAT
PRODUSEN
DAHANA DYNO NOBEL
ICI EXPLOSIVE
SASOL SMX
Merk dagang Dayagel magnum
Emulite Seri Powergel Seri Emex
Desitas, gr/cc 1,25 1,18 – 1,25 1,16 – 1,32 1,12 – 1,24
Berat/karton, kg 20 25 20 --
RWS, % 119 111 98 – 118 74 – 186
RBS, % 183 162 140 – 179 97 – 183
VOD, m/s 4600 – 5600 5000 – 5800 4600 – 5600 4600 – 5600
Diameter, mm 25 – 65 25 – 80 25 – 65 25 – 65
Ketahanan thd air Sangat baik Sangat baik Sangat baik Sangat baik
Penyimpanan, thn 1 1 1 1
JENIS HANDAK BERBASIS EMULSI(kemasan berbentuk cartridge)
KEMASAN HANDAK BERBASIS EMULSIBUATAN DYNO NOBEL DAN
ICI EXPLOSIVES
BAHAN PELEDAK BERBASIS NG DAN PERMITTED EXPLOSIVE
SEGITIGA DETONASI
DETONASI (DETONATION)
Adalah proses kimia-fisika yang mempunyai kecepatan reaksi sangat tinggi, sehingga menghasilkan gas dan temperature sangat besar yang semuanya membangun ekspansi gaya yang sangat besar pula. Kecepatan reaksi yang sangat cepat dan diawali dengan panas tersebut menghasilkan gelombang tekanan kejut (shock compression wave) dan membebaskan energi dengan mempertahankan shock wave serta berakhir dengan ekspansi hasil reaksinya.
Contoh:TNT meledak : C7H5N3O6 → 1,75 CO2 + 2,5 H2O + 1,5 N2 + 5,25 CANFO meledak : 3 NH4NO3 + CH2 → CO2 + 7 H2O + 3 N2
NG meledak : C3H5N3O9 → 3 CO2 + 2,5 H2O + 1,5 N2 + 0,25 O2
NG + AN meledak : 2 C3H5N3O9 + NH4NO3 → 6 CO2 + 7 H2O + 4 N4 + O2
Kriteria:- Melibatkan reaksi kimia- Oksigen utk reaksi terdapat dalam bahan itu sendiri (tanpa oksigen dari udara)- Handak dapat digunakan dalam lubang ledak- Reaksi ledakan tidak dapat dipadamkan- Reaksi sangat cepat (> Kecepatan suara supersonic); contoh VoDANFO = 4500 m/s- Shock compression: mempunyai daya dorong sangat tinggi, merobek retakan yang sudah ada sebelumnya- Shock wave: bahaya symphatetic detonation, menentukan safety distance- Ada ledakan (gerakan massa, bunyi dan panas)
1. DETONATOR BIASA
2. DETONATOR LISTRIK
3. DETONATOR NONEL
4. DETONATOR
ELEKTRONIK
isian dasar
(base charge)
isian utama
(primer charge)
ramuan
pembakar
(Ignition mixture)
tabung silinder
(shell)
ruang kosong disediakan
untuk sumbu bakar (safety
fuse)
plastik berwarna
selubung kabel
tabung silinder
isian dasar
isian utama
fusehead :
penyumbat
tabung silinder
penyumbat
elemen
waktu tunda- kawat halus yg
memijar
- ramuan pembakar
kabel listrik
leg wire
SIMULTANEOUS DELAY
tabung alumunium
isian dasarisian utama
elemen tunda
elemen transisi penyumbat anti-
statis
sumbu nonelpelapis
baja
plug penutup
tidak tembus air
TAHAPAN PROSESPENGHANCURAN BATUAN
PEMBEBANAN PADA PELEDAKAN
Pembebanan dinamisPembebanan quasi-statis
(semi-statis)Pelepasan Beban
Burden
Burden atau
kedalaman
kritis
Membentuk
dome di
permukaan
Burden atau
kedalaman
optimum
Flyrock
(a) B = 15’
Burden masih kuat, hanya
terjadi penggerusan di sekitar
lubang dan retakan tarik radial
terbentuk ke arah luar lubang
tersebut.
(b) B = 12’
Mulai terjadi runtuhan di
permukaan. Burden tak
runtuh. Beberapa dome
terbentuk di permukaan
(c ) B = 9’
Runtuhan permukaan dan sub-
permukaan hampir terbentuk.
Kenampakannya seperti dua lapis
(papan) batuan yang tak pecah. Dome
di permukaan menggelembung.
(d) B = 6’
Ledakan kawah penuh, burden
hancur seluruhnya. Runtuhan
permukaan dan sub-permukaan
bergerak ke arah bidang bebas.
(e) B = 3’
Ledakan kawah penuh, volume yang
dihasilkan lebih sedikit dibanding dgn.
fragmentasi butir halus. Terbentuk kawah
seperti mangkuk, noise dan flyrock.
Berat bhn.peledak
ANFO diasumsikan =
18 kg ( 40 lb)
Geometri peledakan
Burden (B)
Diameter lubang tembak ( )
Tinggi jenjang (L)
Kedalaman lubang tembak
(H)
Subdrilling (J)
Stemming (T)
Spacing (S)
GEOMETRI PELEDAKAN
H
H
L
L
SISTEM PELEDAKAN DENGAN PENGGALAKDETONATING CORD DAN 17 MS CONNECTOR
PELEDAKAN DENGAN SISTEM DETONATOR LISTRIK
A B
MANUFACTURE MOBILE UNIT
Sumber Pustaka :
•Kursus juru Ledak P3TM & Batubara