ANALISIS NILAI POWDER FACTOR (PF) OPERASI PEMBORAN DAN

PELEDAKAN OVERBURDEN BATUBARA TERHADAP PRODUKTIVITAS

PENGUPASAN OVERBURDEN DI PT BUKIT ASAM (PERSERO) TBK

TANJUNG ENIM

PROPOSAL TUGAS AKHIR

Dibuat sebagai syarat untuk melakukan skripsi pada

Jurusan Teknik Pertambangan

Oleh :

Herlando Juniansyah

53081002015

UNIVERSITAS SRIWIJAYA

FAKULTAS TEKNIK

2012

IDENTITAS DAN PENGESAHAN PROPOSAL PENELITIANTUGAS AKHIR MAHASISWA

1.Judul : ANALISIS NILAI POWDER FACTOR (PF) OPERASI PEMBORAN DAN PELEDAKAN OVERBURDEN BATUBARA TERHADAP PRODUKTIVITAS PENGUPASAN OVERBURDEN DI PT BUKIT ASAM (PERSERO) TBK TANJUNG ENIM

2.Pengusula. Nama : Herlando Juniansyah b. Nim : 53081002015c. Jenis Kelamin : Laki-lakid. Semester : VIII (delapan)e. Fakultas : Teknikf. Jurusan : Teknik Pertambangan

3. Lokasi Penelitian : PT.BUKIT ASAM (PERSERO) TBK

Palembang, April 2012Pengusul,

Herlando JuniansyahNIP : 53081002015

Pembimbing Proposal,

Ir. H j . Hartini Iskandar, M.Si NIP : 194812071978062001

Menyetujui : Menyetujui :Ketua Jurusan Teknik Pertambangan an. Pimpinan Perusahaan,

Prof.Dr.Ir.Eddy Ibrahim, MSNIP :196211221991021001

A. JUDULANALISIS NILAI POWDER FACTOR (PF) OPERASI PEMBORAN

DAN PELEDAKAN OVERBURDEN BATUBARA TERHADAP

PRODUKTIVITAS PENGUPASAN OVERBURDEN DI PT BUKIT ASAM

(PERSERO) TBK TANJUNG ENIM

B. ALASAN PEMILIHAN JUDUL

Salah satu kegiatan yang dilakukan pada usaha pertambangan batubara

ialah kegiatan pengupasan overburden sebagai lapisan atas yang menutupi

lapisan batubara. Dikarenakan lapisan overburden di lokasi tambang PT Bukit

Asam berupa batu pasir (sandstone) dan batu andesit, maka perlu dilakukan

operasi pemboran dan peledakan dalam rangka membongkar overburden

tersebut. Di dalam operasi peledakan, ada parameter yang disebut sebagai

Powder Factor (PF), diartikan sebagai perbandingan jumlah bahan peledak yang

akan dipakai dengan batuan hasil peledakan. Perencanaan operasi peledakan

dengan nilai Powder Factor yang tepat sangat menentukan produktivitas

pengupasan overburden tersebut. Dengan memilih judul ini, Peneliti

mengharapkan dapat menganalisis nilai Powder Factor pada operasi peledakan

overburden batubara dan kaitannya dalam memaksimalkan produktivitas

pengupasan overbuden.

C. TUJUAN PENELITIAN

Tujuan penelitian ini adalah untuk melihat dan menganalisis apakah

geometri, pola peledakan, dan powder factor yang diterapkan pada daerah kerja

pemboran dan peledakan overburden itu sudah cocok, maksimal, dan

terfragmentasi baik dengan produktivitas pengupasan overburden yang

dilakukan. Artinya menganalisis powder factor dengan mengarah ke tingkat

ekonomis suatu proses peledakan dan menghubungkannya dengan produktivitas

peralatan pengupasan overburden (alat gali-muat dan alat angkut).

Apakah telah berjalan dengan baik dan mampu mengkasilkan angka

powder factor yang ekonomis dengan produktivitas peralatan pengupasan

overburden yang maksimal dan memenuhi target perusahaan.

D. METODOLOGI PENELITIAN

Di dalam melaksanakan penelitian permasalahan ini, Penulis menggabungkan

antara teori dengan data-data lapangan, sehingga dari keduanya didapat

pendekatan penyelesaian masalah. Adapun urutan pengerjaan penelitian sebagai

berikut :

1. Studi literatur, data perusahaan, laporan penelitian terdahulu

2. Penelitian langsung di lapangan, meliputi :

a. Orientasi lapangan

b. Penentuan titik-titik pengamatan

c. Checking terhadap permasalahan

3. Pengambilan data, antara lain :

a. Data spesifikasi overburden

b. Data spesifikasi peralatan peledakan

c. Metode pemboran dan peledakan, metode pengupasan dan pengangkutan

d. Operasi pemboran dan peledakan, rangkaian, handak, powder factor

e. Menghitung biaya operasi alat

f. Penilaian efektifitas dan produktivitas kerja alat

4. Akuisisi data meliputi pengelompokan data, jumlah data, dan

pengujian data

5. Pengolahan data

Dari data yang didapat, kemudian dihitung dengan menggunakan rumus-

rumus yang ada.

6. Analisis pengolahan data

Menganalisa hasil dari pengolahan data dan memberikan alternatif perbaikan

sistem yang diberikan.

7. Kesimpulan

E. PERUMUSAN MASALAH

Pada saat akan memulai operasi penambangan batubara, terdapat lapisan

penutup (overburden) yang harus dikupas terlebih dahulu. Lapisan overburden

ini berupa bebatuan keras dan lunak. Bebatuan lunak dapat langsung dikupas

dengan menggunakan alat ripping dan gali-muat. Sedangkan untuk lapisan

batuan keras maka akan memerlukan adanya operasi pemboran dan peledakan

guna membongkarnya, menjadikannya sebagai fragmen-fragmen kecil yang siap

untuk digali dan dimuat. Untuk mendapatkan fragmentasi hasil peledakan yang

baik, diperlukan rancangan geometri, pola peledakan serta penentuan powder

factor yang ekonomis. Guna mendapatkan ukuran powder factor yang pas untuk

menghasilkan produktivitas alat pengupasan (gali-muat dan angkut) yang

maksimal.

Untuk mengatasi permasalahan tersebut, maka dilakukan analisis terhadap

rancangan geometri peledakan dan powder factor yang dipakai. Dalam analisis

ini akan dilakukan dengan pengamatan terhadap beberapa faktor yang

mempengaruhi operasi pemboran dan peledakan, yaitu rancangan pola dan

geometri, jenis batuan, jenis bahan peledak, jumlah material yang akan

diledakan, kinerja dan produktivitas alat.

Data yang diperoleh dari pengamatan tersebut akan dijadikan sebagai dasar

untuk menganalisis operasi pemboran dan peledakan secara teoritis, termasuk

desain geometri, pola lubang bor, pola pengisian handak, dan powder factor.

Agar sekiranya dapat dibandingkan dengan aktualisasi dilapangan. Sehingga bila

ada kekurangan, maka dapat diperbaiki dan dicocokan. Pemecahan masalah ini

berhasil apabila didapat fragmentasi hasil peledakan yang sesuai dengan

spesifikasi yang mampu di gali-muat dan angkut oleh alat mekanis dan tercipta

produktivitas kerja yang maksimal.

E. PENYELESAIAN MASALAH

1. Dasar Teori

a. Diameter Lubang Tembak

Diameter lubang tembak yang biasanya dipilih disesuaikan dengan sifat-

sifat fisik batuan yang akan diledakkan. Apabila batuan yang akan

diledakkan sukar pecah maka penggunaan diameter lubang tembak yang

kecil akan dapat menghasilkan energi peledakkan yang lebih baik.

b. Kemiringan Lubang Tembak

1) Lubang Tembak Vertikal

Suatu jenjang dengan arah lubang tembak vertikal diledakkan, maka

bagian lantai jenjang akan menerima gelombang tekan terbesar.

Gelombang tekan tersebut sebagian akan dipantulkan pada bidang bebas

dan sebagian lagi diteruskan pada bagian bawah lantai jenjang (lihat

gambar dibawah).

2) Lubang Tembak Miring

Pada lubang tembak miring, bidang bebas akan menerima gelombang

tekan untuk dipantulkan lebih besar dan gelombang tekan yang

diteruskan pada bagian bawah lantai jenjang lebih kecil (lihat gambar

dibawah). Dengan demikian sebagian besar gelombang tekan yang

dihasilkan oleh bahan peledak digunakan untuk membongkar batuan.

c. Pola Pemboran

Pola pemboran merupakan suatu pola pada kegiatan pemboran

dengan menempatkan lubang – lubang tembak secara sistematis.

Berdasarkan letak – letak lubang bor maka pola pemboran pada umumnya

dibedakan menjadi dua macam, yaitu :

1) Pola pemboran sejajar (paralel pattern)

2) Pola pemboran selang-seling (staggered pattern)

Pola pemboran sejajar adalah pola dengan penempatan lubang-lubang

tembak yang saling sejajar pada setiap kolomnya. Sedangkan pola

pemboran selang-seling, adalah pola dengan penempatan lubang-lubang

tembak secara selang – seling pada setiap kolomnya.

Dalam penerapannya di lapangan, pola pemboran sejajar merupakan

pola yang lebih mudah dalam melakukan pemboran dan untuk pengaturan

lebih lanjut. Tetapi perolehan fragmentasi batuannya kurang seragam,

GAMBAR 1.1Pemboran Dengan Lubang Tembak Tegak dan Lubang Tembak Miring

Lantai Atas

Lantai Bawah450

450

Daerah bongkar besar

Daerah backbreak

Stemming

Gel.Tekan diteruskan

Gel.Tekan dipantulkan

450

450

Lantai Atas

Lantai Bawah

Lubang tembak tegak

Lubang tembak miring

Daerah bongkar besar

Gel.Tekan dipantulkan

Daerah backbreak

Stemming

Gel.Tekan diteruskan

sedangkan pola pemboran selang – seling lebih sulit penanganannya di

lapangan namun fragmentasi batuannya lebih baik dan seragam.

Menurut hasil penelitian di lapangan pada jenis batuan kompak,

menunjukan bahwa hasil produktivitas dan fragmentasi peledakan dengan

menggunakan pola pemboran selang-seling lebih baik dari pada pola

pemboran sejajar, hal ini disebabkan energi yang dihasilkan pada pemboran

selang-seling lebih optimal dalam mendistribusikan energi peledakan yang

bekerja dalam batuan.

d. Pola Peledakkan

Pola peledakan merupakan urutan waktu peledakan antara lubang –

lubang bor dalam satu baris dengan lubang bor pada baris berikutnya

ataupun antara lubang bor yang satu dengan lubang bor yang lainnya. Pola

peledakan ini ditentukan berdasarkan urutan waktu peledakan serta arah

runtuhan material yang diharapkan.

GAMBAR 1.2Pola Pemboran Sejajar dan Paralel

Free Face

B

S Pola pemboran sejajar (paralel).

S = SpasiB = Burden

Free Face

B

S Pola pemboran selang-seling (staggered).

S = SpasiB = Burden

B

Berdasarkan arah runtuhan batuan, pola peledakan diklasifikasikan

sebagai berikut (Gambar 1.3) :

a. Box Cut, yaitu pola peledakan yang arah runtuhan batuannya ke depan

dan membentuk kotak

b. Corner cut (echelon cut) , yaitu pola peledakan yang arah runtuhan

batuannya ke salah satu sudut dari bidang bebasnya.

c. “V” cut, yaitu pola peledakan yang arah runtuhan batuannya kedepan

dan membentuk huruf V.

Berdasarkan urutan waktu peledakan, maka pola peledakan

diklasifikasikan sebagai berikut :

a. Pola peledakan serentak, yaitu suatu pola yang menerapkan peledakan

secara serentak untuk semua lubang tembak.

b. Pola peledakan beruntun, yaitu suatu pola yang menerapkan peledakan

dengan waktu tunda antara baris yang satu dengan baris lainnya.

Setiap lubang tembak yang akan diledakkan harus memiliki ruang

yang cukup kearah bidang bebas terdekat agar energi terkonsentrasi secara

maksimal sehingga lubang tembak akan terdesak, mengembang, dan pecah.

Secara teoritis, dengan adanya tiga bidang bebas (free face) maka

kuat tarik batuan akan berkurang sehingga meningkatkan energi ledakan

untuk pemecahan batuan dengan syarat lokasi dua bidang bebasnya

memiliki jarak yang sama terhadap lubang tembak.

e. Kecepatan Pemboran

- Cycle Time

Ct = Pt + Bt + St + Ft + Dt

Dimana :

Ct = Cycle time

Pt = Waktu untuk mengambil posisi (positioning time)

Bt = Waktu untuk membor (boring time)

St = Waktu untuk menambah, mengganti batang bor

Ft = Waktu untuk mencabut rod dan membersihkan lubang

Dt = Waktu untuk mengatasi hambatan-hambatan (delay time)

- Kecepatan pemboran

H1

= Ct Vt1

Dimana :

GAMBAR 1.3Pola Peledakan Berdasarkan Arah Runtuhan Batuan

5 4 3 2 1

6 5 4 3

ECHELON CUT

Keterangan :1, 2, … = Nomor urutan peledakan = Arah runtuhan batuan

Bidang Bebas

2

7 6 5 4 3

BOX CUT

Keterangan :1, 2, … = Nomor urutan peledakan = Arah runtuhan batuan

Bidang Bebas

21

1 1 1 1 21

3 2 2 2 2 3

2 1 0 1 2

4 3 2 3 4

3 2 1 2 3

Bidang Bebas

Vt = Kecepatan pemboran

H = Kedalaman lubang tembak

Ct = Cycle time

- Kecepatan pemboran rata-rata (GDR)

Vt1 + Vt2 + . . . + Vtn

Vt = n

Dimana :

n = Jumlah pengamatan

f. Volume Setara

A x L Veq =

n x H

Dimana :

A = luas daerah yang akan diledakkan

L = tinggi jenjang

n = jumlah lubang tembak

H = kedalaman lubang tembak

g. Produksi Alat Bor

P = Vt x Veq x E

Dimana :

P = produksi alat bor

Vt = kecepatan pemboran

Veq = volume setara

E = effesiensi kerja alat bor

h. Geometri Peledakkan

- Konya Teori

B = 3,15 De ( SGe/SGr )1/3

Dimana :

B = Burden

SGe = SG bahan peledak

SGr = SG batuan

De = Diameter lubang tembak

- R.L. Ash Teori

Ep AF1 = { }1/3

Epst

dest AF2 = { }1/3 de

Dimana :

Ep = energi potensial bahan peledak

Epst = energi potensial peledak standart

de = densitas batuan yang diledakkan

dest = densitas batuan standart

KB terkoreksi = KB standart x AF1 x AF2

KB terkoreksi x De B = 12

Hubungan antar variabel R.L Ash :

- Burden Ratio

12 B

Kb = De

- Hole Depth Ratio

H = Kh x B Kh = 1,5 - 4,0

- Sub Drilling Ratio

J = Kj x B Kj = 0,2 - 0,4

- Stemming Ratio

T = Kt x B Kt = 0,7 - 1,0

- Spacing Ratio

S = Ks x B Ks = 1,1 - 1,8

i. Metode Peledakkan

Sampai saat ini dikenal ada empat jenis metode peledakkan, yaitu :

- Metode sumbu api

- Metode sumbu ledak

- Metode Listrik

- Metode Non Electric (nonel)

Sedangkan kebutuhan mengenai peralatan dan perlengkapan tergantung

dari metode yang akan digunakan.

j. Kapasitas Produksi

1. Jumlah batuan yang diledakkan

W = A x L x dr

Dimana : W = berat batuan

A = luas daerah yang akan diledakkan

L = tinggi jenjang

dr = densitas batuan

2. Penentuan Tingkat Fragmentasi Batuan Hasil Peledakan

Penentuan tingkat fragmentasi batuan hasil peledakan dengan cara

membandingkan antara volume nyata batuan hasil peledakan dengan

volume batuan yang tidak memerlukan pemecahan ulang.

Fragmentasi batuan yang memerlukan pemecahan ulang

dinyatakan sebagai bongkah (boulder) dari hasil peledakan, sehingga

diperlukan upaya pemecahan ulang agar batuan tersebut bisa digunakan.

Dalam menentukan tingkat fragmentasi batuan hasil peledakan

ada beberapa metode yang bisa digunakan, seperti :

1) Metode photography

2) Metode photogrametry

3) Metode photography berkecepatan tinggi

4) Analisa produtivitas alat muat

5) Analisa volume material pada pemecahan ulang

6) Analisa visual komputer

7) Analisa kenampakan kualitatif

8) Analisa ayakan

9) Analisa produktivitas alat peremuk

Penentuan fragmentasi batuan hasil peledakan di PT. Bukit Asam

Tanjung Enim ialah dengan menerapkan analisa produktivitas alat muat.

Cara ini digunakan karena lebih teliti dalam perhitungannya.

X = A (V/Q)0,8 . Q0,17 . (E/115)-0,63

Dimana :

X = ukuran fragmentasi batuan

A = faktor batuan

V = volume batuan yang dihancurkan tiap lubang tembak

Q = berat bahan peledak

E = energi potensial relatif

3. Bahan peledak yang diperlukan

E = de x Pc x N

Dimana :

E = jumlah bahan peledak yang diperlukan

de = densitas bahan peledak

Pe = tinggi kolom isian bahan peledak

N = jumlah lubang tembak

4. Powder Factor (PF)

W Pf =

E

5. Blasting Ratio (BR)

E Br =

W

2. Produktivitas Alat Gali Muat dan Alat Angkut.

Kemampuan produksi penambangan dapat diketahui dengan melakukan

perhitungan kemampuan produksi alat mekanis masing-masing rangkaian

kerja yang telah ditetapkan.

Kemampuan produksi alat muat dan alat angkut dapat digunakan untuk

menilai kemampuan kerja dari suatu alat. Semakin besar hasil produksi suatu

alat dalam waktu yang singkat berarti produktifitas alat tersebut juga akan

semakin baik.

a. Produktivitas alat gali muat :

Keterangan :

Q = produktivitas alat muat (ton/jam) untuk batubara, ( bcm/jam) untuk

interburden

Kb = kapasitas bucket

Eff = Faktor efisiensi alat

Ct = waktu edar alat muat/excavator, detik.

b. Produktivitas alat angkut

Keterangan :

Q = produktivitas alat angkut, (ton/jam) untuk batubara, (bcm/jam) untuk

interburden

Kb = kapasitas bucket

Eff = faktor efisiensi alat

Ct = waktu edar truk, menit

F. Waktu dan Jadwal Kegiatan

Waktu dan jadwal kegiatan Tugas akhir ditempuh dalam waktu 2,5 bulan,

dari tanggal 18 Juni – 31 Agustus 2012 dengan rincian sebagai berikut :

DAFTAR PUSTAKA

1. Anonim, 2004, “Specification and Aplication Handbook“, 25th Edition, Komatsu Ltd.

2. Anonim, 2009, “Hino 500 Series Drive To Perfection”, 6th Edition : Japan.

3. Anonim, 2006, “Modul Kursus Juru Ledak Penambangan Bahan Galian”, PERMATA Unsri.

4. Darmansyah, N, 1998, “Pemindahan Tanah Mekanis dan Alat Berat”, Cetakan I, Penerbit Universitas Sriwijaya.

5. Ir. Partanto Prodjosumatro, ”Pemindahan Tanah Mekanis”, Jurusan Teknik Pertambangan, Institut Teknologi Bandung, Bandung, 1993.

6. http://www.ptba.co.id

DAFTAR ISI

ABSTRAK ........................................................................................................

KATA PENGANTAR ......................................................................................

DAFTAR ISI .....................................................................................................

DAFTAR GAMBAR ........................................................................................

DAFTAR TABEL .............................................................................................

DAFTAR LAMPIRAN .....................................................................................

BAB

I. PENDAHULUAN ..............................................................................I.1 Latar Belakang ..............................................................................I.2 Rumusan Masalah .........................................................................I.3 Tujuan Penulisan ...........................................................................I.4 Metodologi Penelitian ...................................................................

II. TINJAUAN UMUM ...........................................................................II.1 Lokasi dan Topografi PT Bukit Asam (persero) Tbk ..................II.2 Geologi dan Stratigrafi .................................................................

II.2.1 Geologi ...............................................................................II.2.2 Stratigrafi ...........................................................................

II.3 Cadangan dan Kualitas Batubara .................................................II.4 Sistem Penambangan ...................................................................

III. TINJAUAN PUSTAKA ....................................................................III.1 Petrologi Batuan .......................................................................III.2 Pola Pemboran .......................................................................... III.2.1 Pola Pemboran Sejajar ................................................... III.2.2 Pola Pemboran Selang – Seling .....................................III.3 Pola Peledakan ......................................................................... III.3.1 Pola Peledakan Serentak ............................................... III.3.2 Pola Peledakan Beruntun ...............................................III.4 Rumusan Konya dan R.L Ash .................................................. III.4.1 Burden Ratio .................................................................. III.4.2 Geometri Peledakan ...................................................... III.4.3 Powder Faktor ............................................................... III.4.4 Volume Setara ...............................................................III.5 Kebutuhan Alat Bor ..................................................................III.6 Dimensi Jenjang .......................................................................

III.7 Bahan Peledak ..........................................................................III.8 Pemuatan Bahan Peledak .........................................................III.9 Alat-Alat Mekanis Gali-muat dan Angkut ...............................

VI. PEMBAHASAN ...............................................................................V.1. Analisis Teknis Operasi Pemboran dan Peledakan................... V.1.1 Rancangan Peledakan...................................................... V.1.2 Analisis Powder Factor ...................................................V.2 Kajian Produktivitas Terhadap Powder Factor ..........................

VI. KESIMPULAN DAN SARAN ..................................................................VI.1 Kesimpulan ........................................................................................VI.2 Saran ..................................................................................................

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN