Setiap makalah dalam jurnal ilmiah ini telah ditelaah dan disunting oleh minimum dua penyunting ahli dan satu penyunting bahasa

Gambar Sampul : Mineralisasi dalam diorit (Utoyo, 2013)

Para penyumbang makalah dapat mengirimkan artikelnya melalui e-mail atau dalam bentuk CD yang dikirimkan ke alamat Sekretariat Redaksi Jurnal Teknologi Mineral dan Batubara. Setiap makalah dalam jurnal ilmiah ini telah ditelaah dan disunting oleh minimum dua penyunting ahli dan satu penyunting bahasa. Redaksi tidak bertanggung jawab terhadap substansi makalah yang diterbitkan.

ISSN 1979 – 6560

Jurnal Teknologi Mineral dan Batubara Volume 9, Nomor 2, Mei 2013 Jurnal Teknologi Mineral dan Batubara terbit pada bulan Januari, Mei, September dan memuat karya-karya ilmiah yang berkaitan dengan litbang mineral dan batubara mulai dari eksplorasi, eksploitasi, pengolahan, ekstraksi, pemanfaatan, lingkungan, hingga kebijakan dan keekonomian. Redaksi menerima naskah yang relevan dengan substansi terbitan ini. PENASIHAT Kepala Pusat Penelitian dan Pengembangan Teknologi Mineral dan Batubara Kepala Bidang Afiliasi dan Informasi

PEMIMPIN REDAKSI Prof. I G. Ngurah Ardha, M.Sc.

REDAKTUR PELAKSANA Umar Antana

DEWAN REDAKSI 1. Prof. I G. Ngurah Ardha, M.Sc. (Metalurgi/Pengolahan Mineral) 2. Tatang Wahyudi, Ir. M.Sc. (Geologi/Mineralogi Proses) 3. Jafril, Drs. (Manajemen Sumber Daya Mineral dan Batubara) 4. Dr. Miftahul Huda, Ir., M.Sc. (Teknik Kimia Terapan/ Teknologi Pemanfaatan Batubara) 5. Prof. Dr. Siti Rochani, M.Sc. (Kimia/Teknologi Bahan) 6. Nining Sudini Ningrum, M.Sc. (Geologi/Teknologi Pemanfaatan Batubara) 7. Zulfahmi, Ir., MT. (Tambang Bawah Tanah) 8. Retno Damayanti, Dra., Dipl.Est. (Kimia/Lingkungan Pertambangan)

PENYUNTING ILMIAH 1. Dr. Miftahul Huda, Ir., M.Sc. 2. Tatang Wahyudi, Ir. M.Sc. 3. Nining Sudini Ningrum, M.Sc.

MITRA BESTARI 1. Prof. Dr. Syoni Supriyanto, M.Sc. (ITB - Teknik Pertambangan) 2. Dr. Ing. Ir. Aryo Prawoto Wibowo, M.Eng. (ITB - Ekonomi Mineral dan Batubara) 3. Dr. Ir. Suseno Kramadibrata, M.Sc. (ITB - Desain Tambang) 4. Dr. Ir. Imam Sadisun, M.T. (ITB - Geologi Teknik) 5. Prof. Dr. Ir. Udi Hartono (Badan Geologi - Petrologi dan Mineralogi) 6. Prof. Dr. Ir. Surono (Pusat Survei Geologi - Geologi Bahan Galian Tambang) 7. Dr. Hermes Panggabean, M.Sc. (PSG - Energi Fosil) 8. Ir. Dida Kusnida, M.Sc. (P3GL - Geofisika Marin) 9. Drs. Lukman Arifin, M.Si. (P3GL - Geofisika Kelautan) 10. Ir. Sri Widayati, M.T. (Unisba - Ekonomi Mineral) 11. Dr. Ir. Ukar W. Soelistijo, M.Sc. APU. (Unisba - Ekonomi Mineral, Energi dan Regional)

12. Sudaryanto, Ir., M.T. (LIPI - Tambang Permukaan) 13. Eko Tri Sumardani Agustinus, Ir., M.T. (LIPI - Tambang Bawah Permukaan) 14. Achmad Subardja Djakamihardja, Ir., M.Sc. (LIPI - Geo Mekanika Batuan) 15. Nyoman Sumawijaya, Ir., M.Sc. (LIPI - Geohidrologi Pertambangan) 16. Dr. Binarko Santoso, Ir. (tekMIRA - Mineral dan Geologi Batubara) 17. Prof. Dr. Datin Fatia Umar, Ir., M.T. (tekMIRA - Teknik Kimia/Pengolahan dan Pemanfaatan Batubara) 18. Sri Handayani, Dra., M.Sc. (tekMIRA - Bioteknologi Mineral) 19. Prof. Husaini, Ir., M.Sc. (tekMIRA - Teknik Lingkungan) 20. Prof. Dr. Pramusanto, Ir. (tekMIRA - Metalurgi ekstraktif) 21. Slamet Suprapto, M.Sc. (tekMIRA - Teknologi Batubara) 22. Sumaryono, Drs., M.Sc. (tekMIRA - Pembakaran Batubara) 23. Prof. Dr. Bukin Daulay, M.Sc. (tekMIRA - Teknologi Batubara) 24. Nendaryono Madiutomo, Ir., M.T. (tekMIRA - Teknologi Penambangan) 25. Darsa Permana, Ir. (tekMIRA - Kebijakan Pertambangan) 26. Eko Pujianto, Ir. M.Sc. (tekMIRA - Geoteknik-Tambang) Redaksi Jurnal Teknologi Mineral dan Batubara mengucapkan terima kasih kepada para Mitra Bestari, khususnya kepada mereka yang telah berpartisipasi menelaah naskah-naskah yang dapat diterbitkan dalam jurnal ilmiah tekMIRA Vol. 9, No. 2, Mei 2013 ini. Para Mitra Bestari yang telah berpartisipasi menelaah makalah ilmiah untuk edisi ini adalah 1. 2. 3. 4. 5. 6.

Prof. Dr. Ir. Datin Fatia Umar, M.T. Prof. Husaini, Ir., M.Sc. Dr. Ir. Binarko Santoso Sumaryono, Drs., M.Sc. Eko Pujianto, Ir. M.Sc. Sri Handayani, Dra., M.Sc.

STAF REDAKSI Umar Antana, K. Sri Henny, Rusmanto, Bachtiar Efendi, Arie Aryansyah dan Andi Wicaksono

PENERBIT Pusat Penelitian dan Pengembangan Teknologi Mineral dan Batubara

ALAMAT REDAKSI Jl. Jend. Sudirman 623 Bandung 40211 Telpon : (022) 6030483 - 5, Fax : (022) 6003373 e-mail : [email protected] / [email protected] Website : http://www.tekmira.esdm.go.id

ISSN 1979 – 6560

Jurnal Teknologi Mineral dan Batubara Volume 9, Nomor 2, Mei 2013

DAFTAR ISI Prediksi Zona Kerusakan Batuan Setelah Peledakan pada Beberapa Tambang Batubara .............61 - 73 di Indonesia Menggunakan Data Seismik Refraksi dan Getaran Peledakan Prediction of Rock Damage Zone After Blasting at Several Indonesia Coal Mine Using Seismic Refraction and Blasting Vibration Data Zulfahmi Analisis Kelayakan Finansial Pembangunan Pabrik SGA (Smelter Grade Alumina) ......................74 - 87 Mempawah dengan Proses Bayer Financial Feasibility Analysis of SGA (Smelter Grade Alumina) Plant Construction Using Bayer Process at Mempawah Harta Haryadi Prospeksi Galena di Daerah Sungai Uring, Nangroe Aceh Darussalam ........................................88 - 97 Galena Prospection at Sungai Uring Area, Nangroe Aceh Darussalam Harry Utoyo Pengaruh Ukuran Partikel, Waktu Reaksi dan Jumlah Oksidan pada Desulfurisasi ....................98 - 107 Secara Kimia Terhadap Batubara Binungan Effect of Particle Size, Reaction Time and Oxidant in Chemical Desulfurisation of Binungan Coal Hariyanto Soetjijo Pembakaran Bersama Tepung Batubara dan Serbuk Gergaji Menggunakan .............................108 - 117 Pembakar Siklon Sederhana Co-Firing Coal Powder and Sawdust Using Simplified Cyclone Burner for Small and Medium Industries Ikin Sodikin Jurnal Teknologi Mineral dan Batubara dicetak oleh CV. Karya Putra Jln. Citeureup No. 128 F Cimahi, Telp. (022) 6656891

Dari Redaksi “Energi dan Sumber Daya Mineral untuk Kesejahteraan Rakyat” merupakan slogan lugas yang saat ini terpampang mencolok di beberapa sudut ruang institusi-institusi perkantoran dalam jajaran kementerian Energi dan Sumber Daya Mineral (ESDM). Slogan ini sebenarnya merupakan tekad kuat pemerintah dalam upaya memanfaatkan kekayaan alam Indonesia sebaik-baiknya untuk kepentingan dan kemakmuran rakyat sesuai amanat pasal 33 UUD 1945. Untuk itu pula ada UU No.4/2009, ada PP dan PERMEN ESDM terkait yang sangat jelas menyiratkan kewajiban industri pertambangan melaksanakan hilirisasi produk-produknya di Indonesia melalui proses peningkatan nilai tambah, termasuk menjaga kelangsungan produksi sekaligus bersahabat dengan masyarakat sekitar tambang yang peduli kepada lingkungan. Puslitbang Teknologi Mineral dan Batubara (tekMIRA) sebagai institusi penelitian dan pengembangan berkewajiban ikut berpartisipasi membantu melaksanakan tekad tersebut melalui kegiatan-kegiatan penelitian, pengkajian, perekayasaan dan pengembangan teknologi serta ikut berpartisipasi dalam penyusunan kebijakan subsektor mineral dan batubara. Sejak Januari hingga Mei 2013 banyak kegiatan dilakukan di Puslitbang tekMIRA, beberapa diantaranya adalah berlangsungnya ajang diskusi dan pertemuan antar lembaga penelitian dalam rangka sinergi penelitian dan pengembangan teknologi pengolahan/pemurnian mineral logam tanah jarang (LTJ) yang diikuti antara lain PPGN (Batan), PTAPB (Batan), LIPI, BPPT, kementerian Ristek, Bapeten, ITB, Unpad, UI, PPGL, PT. Timah, pemda Babel, dll., yang menelaah kemungkinan percepatan terwujudnya industri LTJ di Indonesia. Selain itu, Puslitbang tekMIRA boleh berbangga kepada 2 (dua) orang penelitinya atas kerja kerasnya dan ketekunannya dalam melakukan penelitian terapan di bidang teknologi pemanfaatan batubara sehingga berhasil memperoleh sertifikat Paten. Sejalan dengan tekad pemerintah untuk memanfaatkan sumber daya alam yang baik dan benar untuk kesejahteraan rakyat, maka Jurnal Teknologi Mineral dan Batubara (Jurnal tekMIRA) Volume 9, No.2, edisi Mei 2013 ini hadir ke hadapan para pembaca yang budiman dengan mengetengahkan topik-topik antara lain dalam rangka good mining practices telah dilakukan penelitian “pengaruh intensitas peledakan terhadap struktur batuan di sekitar tambang batubara” di Indonesia. Selain itu, berkaitan dengan proses hilirisasi produk tambang maka dalam waktu tidak lama lagi direncanakan akan dibangun pabrik pengolahan dan pemurnian (smelter) bauksit di Kendawangan, Kabupaten Ketapang, Kalimantan Barat dengan kapasitas tidak kurang dari 1 juta ton/tahun untuk tahap pertama yang diharapkan beroperasi tahun 2014 atau 2015 dan tambahan kapasitas 1 juta ton lagi/tahun pada tahap kedua sehingga total menjadi kapasitas 2 juta ton/tahun yang diharapkan beroperasi tahun 2017; untuk itu telah dilakukan “kajian analisis kelayakan finansial pembangunan pabrik smelter grade alumina (SGA)”. Hal lain yang tidak kalah pentingnya adalah penelitian “prospeksi mineral sulfida galena di Nangroe Aceh Darussalam” dengan maksud agar keberlanjutan sumber daya mineral di Indonesia tetap terjaga bahkan bertambah banyak melalui penyelidikan dan ekplorasi geologis yang intensif. Penelitian “desulfurisasi batubara Binungan” sebagai salah satu upaya peningkatan nilai kalor dan nilai tambah batubara. “Pengujian efisiensi pembakar siklon menggunakan bahan bakar campuran tepung batubara dan serbuk gergaji” yang diaplikasikan pada industri kecil menengah (IKM). Kedua topik terakhir ini diketengahkan untuk memanfaatkan batubara dan limbah kayu. Semua topik-topik yang dituangkan dalam jurnal ini kelak dapat dimanfaatkan dan diaplikasikan oleh industri terkait untuk kesejahteraan dan kemakmuran rakyat Indonesia. Akhir kata, redaksi percaya bahwa informasi umum tentang isu terkini, ragam topik penelitian dan kajian yang disajikan dalam Jurnal Teknologi Mineral dan Batubara edisi bulan Mei 2013 ini dapat menambah wawasan para peneliti, perekayasa, pemerhati subsektor mineral batubara serta para pembaca pada umumnya. Redaksi

JURNAL TEKNOLOGI MINERAL DAN BATUBARA ISSN 1979 – 6560

Volume 9, Nomor 2, Mei 2013

Kata kuci yang dicantumkan adalah istilah bebas. Lembar abstrak ini boleh dikopi tanpa izin dan biaya.

Indeks Sari Zulfahmi (Puslitbang Teknologi Mineral dan Batubara) Prediksi Zona Kerusakan Batuan Setelah Peledakan pada Beberapa Tambang Batubara di Indonesia Menggunakan Data Seismik Refraksi dan Getaran Peledakan Prediction of Rock Damage Zone After Blasting at Several Indonesia Coal Mines Using Seismic Refraction and Blasting Vibration Data Jurnal tekMIRA, Vol. 9, No. 2, Mei 2013, hlm.61 - 73 Untuk mengevaluasi pengaruh peledakan terhadap zona kerusakan struktur batuan, telah dilakukan penelitian terhadap kondisi batuan di sekitar lokasi peledakan dengan pengukuran seismik refraksi dan getaran peledakan. Hipotesis awal adalah terdapat korelasi antara kecepatan rambat gelombang seismik, kerusakan struktur batuan dan jarak dari sumber peledakan. Tiga refraktor dengan kedalaman bervariasi telah dihasilkan dari pengukuran seismik ini. Refraktor tersebut berada kedalaman antara 0,15 - 2,1 meter, 2,2 – 3,5 meter dan 2,7 – 4,5 meter dari permukaan. Kecepatan rambat gelombang pada lapisan 3 menunjukkan nilai perambatan paling tinggi dibandingkan dengan lapisan yang lain. Kurva dari grafik kecepatan rambat gelombang sebelum dan sesudah peledakan cenderung berhimpitan. Hal ini berarti pada lapisan tersebut tidak terjadi kerusakan signifikan. Pada lapisan 1 dan 2 terjadi perbedaan kecepatan yang ditunjukkan dengan kurva yang berjauhan. Hal ini berarti terjadi perubahan struktur batuan. Lapisan 1 menunjukkan kurva sejajar ke arah menjauhi lokasi peledakan, sedangkan kurva pada lapisan 2 menunjukan saling berpotongan atau saling mendekati. Dari perhitungan, diperoleh jarak minimum yang aman dari kerusakan adalah 35,65 meter (PT.KJA), 29,00 meter (PTBA), 39,09 meter (PT.BBE) dan 38,19 meter (PT. MSJ). Hasil korelasi antara jarak minimum yang aman dari kerusakan batuan dengan grafik kecepatan partikel puncak (PPV) diperoleh nilai PPV 17,20 mm/detik untuk PT. KJA, 18,41mm/detik (PTBA), 16,70 mm/detik (PT. BBE) dan 16,80 mm/detik (PT. MSJ). Berdasarkan data tersebut, dapat diketahui kondisi kerusakan batuan pada beberapa lokasi penambangan batubara di Indonesia berada sampai pada jarak antara 29,00 – 39,09 meter dengan nilai ambang PPV antara 16,70 – 18,41 mm/detik. Kata kunci: seismik refraksi, getaran peledakan, kecepatan rambat gelombang, kerusakan akibat peledakan

Haryadi, Harta (Puslitbang Teknologi Mineral dan Batubara) Analisis Kelayakan Finansial Pembangunan Pabrik SGA (Smelter Grade Alumina) Mempawah dengan Proses Bayer Financial Feasibility Analysis of SGA (Smelter Grade Alumina) Plant Construction Using Bayer Process at Mempawah Jurnal tekMIRA, Vol. 9, No. 2, Mei 2013, hlm.74-87 Peningkatan nilai tambah mineral dan batubara (minerba) merupakan kewajiban bagi setiap perusahaan tambang minerba sesuai amanat yang tertuang di dalam Undang-Undang Nomor 4 Tahun 2009 Tentang Pertambangan Mineral dan Batubara, yang dijabarkan dalam Peraturan Pemerintah Nomor 23 Tahun 2010 tentang Pelaksanaan Kegiatan Usaha Pertambangan Mineral dan Batubara. Ketentuan ini membawa konsekuensi bagi pengusaha agar produk pertambangan yang masih bentuk mentah, harus dilakukan pengolahan menjadi barang jadi atau setengah jadi sebelum diekspor, sehingga ada nilai tambah yang bisa didapatkan serta dapat memenuhi kebutuhan industri dalam negeri. Amanat UU pertambangan tersebut, direspon dengan baik oleh PT. Aneka Tambang (Antam), Tbk selaku produsen bauksit dalam negeri, dengan merencanakan pembangunan pabrik Smelter Grade Alumina (SGA) yang akan dibiayai dengan dana sendiri. Pabrik SGA memiliki kapasitas 1.000.000 ton alumina per tahun, dengan mengolah 2.499.999 ton bijih bauksit. Rencananya, pada 2014, operasi komersial perdana akan dilakukan. Pabrik SGA dengan nilai proyek US$ 1 miliar ini, akan menghasilkan alumina sebagai bahan baku logam aluminium PT. Inalum. Kebutuhan bahan baku untuk Pabrik SGA ini dipasok dari tambang bauksit di Sanggau dengan total cadangan yang dimiliki oleh PT. Antam Tbk berjumlah sebesar 188,30 juta ton, yang luasnya 36.410 ha. Dengan asumsi tingkat produksi tetap, maka umur tambang perusahaan ini sekitar 75,62 tahun. Dari rencana pembangunan pabrik SGA ini dilakukan analisis finansial, untuk mengetahui kelayakan rencana pendirian pabrik tersebut dan kemampuan investasinya dalam memberikan keuntungan terhadap jumlah modal yang ditanamkan. Analisis finansial ini bertujuan untuk mengkaji aspek finansial dari pembangunan pabrik komersial SGA. Metode yang digunakan dalam analisis finansial ini dilakukan dengan menggunakan kriteria Net Present Value (NPV), Internal

Rate of Return (IRR), Return on Invesment (ROI), Pay Back Period (PBP), Laba Bersih dan Laba Kotor, Benefit Cost Ratio (B/C R), serta Break Even Point (BEP). Hasil penelitian menunjukkan bahwa pembangunan pabrik komersial SGA secara finansial layak dijalankan dan proyek dapat diterima. Dengan menggunakan beberapa variabel pengukuran yang umumnya digunakan dalam menganalisis sensitivitas usaha, yaitu harga jual SGA diasumsikan diturunkan sebesar 5% dan biaya produksi dinaikkan sebesar 5%, ternyata rencana pembangunan pabrik SGA di Mempawah ini tidak sensitif terhadap penurunan harga jual, juga tidak sensitif terhadap peningkatan biaya produksi.

dalam larutan 0.1 N asam sulfat telah dilakukan terhadap batubara Binungan (Kalimantan Timur) dengan menggunakan sebuah reaktor berpengaduk terbuat dari stainless steel dengan volume 1 liter. Variabel percobaan meliputi ukuran partikel batubara {(-20+100) dan (-100) mesh}, waktu reaksi (30 sampai 180 menit) dan jumlah oksidan (500 dan 250 ml). Hasil percobaan memperlihatkan bahwa pengurangan kandungan sulfur batubara Binungan bervariasi tergantung pada ukuran partikel, waktu reaksi dan jumlah oksidan yang digunakan. Selain itu hasil analisis kimia serta difraksi sinar X mengindikasikan bahwa sebagian besar sulfur yang dihilangkan adalah sulfur piritik.

Kata kunci : analisis, kelayakan, finansial, bauksit, smelter grade alumina

Kata kunci : desulfurisasi kimiawi; batubara; kandungan sulfur, oksidan

Utoyo, Harry (Pusat Survei Geologi) Prospeksi Galena di Daerah Sungai Uring, Nangroe Aceh Darussalam Galena Prospection at Sungai Uring Area, Nangroe Aceh Darussalam Jurnal tekMIRA, Vol. 9, No. 2, Mei 2013, hlm.88-97

Sodikin, Ikin (Puslitbang Teknologi Mineral dan Batubara) Pembakaran Bersama Tepung Batubara dan Serbuk Gergaji Menggunakan Pembakar Siklon Sederhana Co-Firing Coal Powder and Sawdust Using Simplefied Cyclone Burner for Small and Medium Industries Jurnal tekMIRA, Vol. 9, No. 2, Mei 2013, hlm.108-117

Mineralisasi galena (PbS) terdapat di sungai Uring, kecamatan Pining, kabupaten Gayo Lues, Nangroe Aceh Darussalam. Mineralisasi tersebut berupa uraturat kuarsa dengan ketebalan beberapa cm hingga 4,80 m dengan arah umum N295ºE/55º (BaratlautTenggara) dan N195ºE/50º (Timurlaut-Baratdaya). Mineralisasi galena dengan mineral asosiasinya, yaitu sfalerit, kalkopirit, pirolusit serta mineral logam mulia berupa emas dan perak. Alterasi yang terjadi terutama silisifikasi, seritisasi serta kaolinitisasi. Sebagai batuan induk (host rock) adalah batusabak, kuarsit, batupasir dan batugamping yang termasuk dalam Formasi Kluet, sedangkan mikrodiorit sebagai batuan sumber (source rock). Berdasarkan analisis kimia, kadar Pb total cukup bagus berkisar antara 37,65 – 63,25 % dengan perkiraan sumber daya lebih dari 100 ton. Kata kunci : galena, prospeksi, formasi Kluet, sungai Uring Soetjijo, Hariyanto (Pusat Penelitian Geopteknologi - LIPI) Pengaruh Ukuran Partikel, Waktu Reaksi dan Jumlah Oksidan pada Desulfurisasi Secara Kimiawi Terhadap Batubara Binungan Effect of Particle Size, Reaction Time and Oxidant in Chemical Desulfurisation of Binungan Coal Jurnal tekMIRA, Vol. 9, No. 2, Mei 2013, hlm.98-107 Percobaan desulfurisasi secara kimiawi dengan menggunakan hidrogen peroksida berkonsentrasi 15%v/v

Saat ini di daerah padat penduduk mulai dari Lampung, Jawa, Bali dan Nusatenggara Barat, limbah kayu berupa serbuk gergaji relatif melimpah, karena berkembangnya industri kayu albasia setelah surutnya pasokan kayu dari Kalimantan. Serbuk gergaji dapat dibakar secara efektif dan efisien melalui pembakaran bersama (cofiring) dengan batubara. Pembakaran bersama dapat dilakukan melalui briket biocoal atau melalui pembakaran kombinasi kayu gelondongan dengan batubara bongkah yang telah banyak diteliti dan menghasilkan efisiensi energi yang tinggi. Pembakaran bersama ini dapat juga dilakukan melalui pembakaran serbuk gergaji dengan tepung batubara. Alat pembakar yang digunakan adalah pembakar siklon tipe sederhana yang terjangkau harganya untuk Industri Kecil Menengah (IKM) di pedesaan, sehingga dapat menunjang program desa mandiri energi. Pembakar siklon merupakan alat pembakar tepung bahan bakar padat yang efektif, karena kondisi turbulensi yang tinggi. Dari hasil percobaan yang dilakukan, pembakaran bersama antara tepung batubara dan serbuk gergaji dengan komposisi 25% : 75% telah memberikan efisiensi energi sebesar 56-69%. Hal ini mendekati efisiensi energi penggunaan bahan bakar gas untuk penggunaan dalam rumah tangga dengan efisiensi ± 65%. Efisiensi energi sebesar ini dicapai penghematan ± 50% dibanding penggunaan Bahan Bakar Gas (BBG) bersubsidi 3 kg. Kelebihan lain, dengan penggunaan teknik pembakaran bersama ini, proses pembakaran dapat dilakukan pada skala yang lebih besar, sehingga lebih efektif untuk pengembangan IKM di pedesaan, maupun untuk menunjang program desa mandiri energi. Selain itu, pembakaran bersama

tetap layak untuk industri di perkotaan karena secara ekonomis dapat bersaing dengan gas bersubsidi maupun bahan bakar lainnya. Kata kunci : pembakaran bersama, serbuk gergaji, tepung batubara, pembakar siklon

Prediksi Zona Kerusakan Batuan Peledakan Beberapa Tambang ... Zulfahmi Jurnal Teknologi Mineral danSetelah Batubara Volume pada 9, Nomor 2, Mei 2013 : 61 – 73

PREDIKSI ZONA KERUSAKAN BATUAN SETELAH PELEDAKAN PADA BEBERAPA TAMBANG BATUBARA DI INDONESIA MENGGUNAKAN DATA SEISMIK REFRAKSI DAN GETARAN PELEDAKAN Prediction of Rock Damage Zone After Blasting Process at Several Indonesia Coal Mines Using Seismic Refraction and Blasting Vibration Data

ZULFAHMI Puslitbang Teknologi Mineral dan Batubara Jalan Jenderal Sudirman 623, Bandung 40211 Tlp. (022) 6030483, Fax. (022) 6003373 e-mail: [email protected] SARI Untuk mengevaluasi pengaruh peledakan terhadap zona kerusakan struktur batuan, telah dilakukan penelitian terhadap kondisi batuan di sekitar lokasi peledakan dengan pengukuran seismik refraksi dan getaran peledakan. Hipotesis awal adalah terdapat korelasi antara kecepatan rambat gelombang seismik, kerusakan struktur batuan dan jarak dari sumber peledakan. Tiga refraktor dengan kedalaman bervariasi telah dihasilkan dari pengukuran seismik ini. Refraktor tersebut berada kedalaman antara 0,15 - 2,1 meter, 2,2 – 3,5 meter dan 2,7 – 4,5 meter dari permukaan. Kecepatan rambat gelombang pada lapisan 3 menunjukkan nilai perambatan paling tinggi dibandingkan dengan lapisan yang lain. Kurva dari grafik kecepatan rambat gelombang sebelum dan sesudah peledakan cenderung berhimpitan. Hal ini berarti pada lapisan tersebut tidak terjadi kerusakan signifikan. Pada lapisan 1 dan 2 terjadi perbedaan kecepatan yang ditunjukkan dengan kurva yang berjauhan. Hal ini berarti terjadi perubahan struktur batuan. Lapisan 1 menunjukkan kurva sejajar ke arah menjauhi lokasi peledakan, sedangkan kurva pada lapisan 2 menunjukan saling berpotongan atau saling mendekati. Dari perhitungan, diperoleh jarak minimum yang aman dari kerusakan adalah 35,65 meter (PT.KJA), 29,00 meter (PTBA), 39,09 meter (PT.BBE) dan 38,19 meter (PT. MSJ). Hasil korelasi antara jarak minimum yang aman dari kerusakan batuan dengan grafik kecepatan partikel puncak (PPV) diperoleh nilai PPV 17,20 mm/detik untuk PT. KJA, 18,41mm/detik (PTBA), 16,70 mm/detik (PT. BBE) dan 16,80 mm/detik (PT. MSJ). Berdasarkan data tersebut, dapat diketahui kondisi kerusakan batuan pada beberapa lokasi penambangan batubara di Indonesia berada sampai pada jarak antara 29,00 – 39,09 meter dengan nilai ambang PPV antara 16,70 – 18,41 mm/detik. Kata Kunci: Seismik refraksi, getaran peledakan, kecepatan rambat gelombang, kerusakan akibat peledakan

ABSTRACT A combination of refraction seismic and blast vibration of the rock around the blasting area have been measured study the effect of blasting on the zone of rock structure damage. The hypothesis for the study is that there is a correlation between seismic wave velocity, structure damage and the distance from the blasting source. Three refractors with varying depth were gained from this seismic measurement. Those are refractors with the depth between 0.15 – 2.1 meters from the surface, 2.2 – 3.5 meters and 2.7 – 4.5 meters. Refractor 3 (layer 3) showed the highest propagation wave velocity if compared to other layers. The graphic tended coincide. This means that no significant damage occurs. Layer 1 and 2 showed different velocities. It means that the rock structures of both layers have been changed. Layer 1 retained parallel

Naskah masuk : 11 April 2012, revisi pertama : 07 Juni 2012, revisi kedua : 02 Januari 2013, revisi terakhir : Januari 2013

61

Jurnal Teknologi Mineral dan Batubara Volume 9, Nomor 2, Mei 2013 : 61 – 73

curves away from the blast site. The second layer, performed intersection curves approaching each other. Based on the calculation, minimum safe distance is 35.65 (PT.KJA), 29.00 meters (PTBA), 39.09 meters (PT.BBE) and 38.19 meters (PT. MSJ). Correlation the minimum safe distance of peak particle velocity (PPV) gained the PPV values of 17.20 mm/ sec for PT. KJA, 18.41 mm/sec (PTBA), 16.70 mm/sec (PT. BBE) and 16.80 mm/sec (PT MSJ). It can be seen that the rock damage due to blasting activity at some Indonesia coal mines occur at maximum distance of 29.00 - 39.09 meters from the blasting source. Its PPV value is approximately 16.70 - 18.41 mm/sec. Keywords: Seismic refraction, blasting vibration, wave velocity, blast damage

PENDAHULUAN Penambangan batubara di Indonesia menunjukkan peningkatan. Konsekuensinya, frekuensi peledakan juga ikut meningkat karena umumnya pembongkaran menggunakan bahan peledak sebagai salah satu metode penggalian yang paling efektif saat ini. Pada kondisi ini penggalian menggunakan metode peledakan bertujuan untuk mengembangkan rekahan mikro (microcracks) atau mengembangkan retakan pada arah tertentu untuk membentuk fragmen batuan. Namun demikian, energi yang dilepaskan pada saat peledakan ketika ditransmisikan ke batuan umumnya sulit untuk dikontrol dan akan menyebabkan kerusakan batuan sekitar dalam bentuk rekahan mikro (Rathore dan Bhandary, 2007). Pernyataan ini juga ditegaskan oleh beberapa peneliti seperti Raina dkk. (2000), Dey (2004), Van Gool (2007) dan Saiang (2008) yang menilai bahwa pada umumnya di sekitar lokasi peledakan banyak mengalami perubahan mikrostruktur. Pada waktu peledakan, tidak semua energi yang dihasilkan digunakan untuk membentuk fragmen batuan. Sebagian energi diteruskan pada massa batuan dalam bentuk energi gelombang seismik (Warneke dkk., 2007). Potensi kerusakan dalam bentuk mikro ini akan mengurangi kekuatan batuan dan menyulitkan operasional selanjutnya. Dampak signifikan yang timbul adalah potensi terjadinya kelongsoran lereng (Monjezi dkk., 2009) karena retakan-retakan yang ditemukan di sekitar lokasi peledakan merupakan salah satu indikasi telah melemahnya kekuatan batuan dalam bentuk perubahan struktur. Menurut Sato dkk. (2000), perubahan struktur tersebut akan memunculkan kerusakan yang lebih parah akibat adanya faktor eksternal dengan terbentuknya retakan-retakan baru atau melebarnya retakan awal yang sudah ada. Beberapa kasus yang diungkapkan oleh para peneliti tersebut umumnya terjadi pada objek batuan keras, sedangkan kasus yang terjadi pada tambang batubara di Indonesia umumnya pada batuan lunak.

62

Penelitian kerusakan batuan akibat peledakan menggunakan beberapa metode telah dilakukan untuk membuktikan terjadinya perubahan yang sama pada jenis batuan di sekitar aktifitas peledakan di Indonesia. Salah satunya adalah metode seismik yang membandingkan perubahan cepat rambat gelombang pada batuan tersebut, sebelum dan setelah peledakan. Hipotesis sementara adalah terdapat korelasi antara kecepatan rambat gelombang seismik, kerusakan massa batuan dan jarak sumber peledakan. Tujuan penelitian ini untuk mengetahui indikasi kerusakan batuan dengan melihat perubahan mikrostruktur batuan pada beberapa tambang batubara di Indonesia di antaranya adalah di PTBA, PT. Kideco Jaya Agung (KJA), PT. Mahakam Sumber Jaya (MSJ) dan PT. Bukit Baiduri Energi (BBE) dengan melakukan pengukuran seismik refraksi dan getaran peledakan. METODOLOGI Metodologi penelitian ini adalah pengambilan data primer dan sekunder. Data primer diperoleh dengan melakukan pengukuran getaran sebelum dan sesudah peledakan. Selain itu dilakukan pula pengukuran getaran pada saat peledakan. Data sekunder diperoleh dari beberapa informasi di antaranya dari data pengukuran yang telah dilakukan perusahaan, text book, jurnal-jurnal dan internet. Radius perubahan mikrostruktur batuan dari titik peledakan diperoleh dari hasil validasi dan komparasi. Metodologi dalam penelitian ini secara lengkap diilustrasikan pada Gambar 1. HASIL DAN PEMBAHASAN Zona Kerusakan Akibat Peledakan Zona kerusakan batuan menurut Martino (2003) dalam Saiang (2008) diklasifikasikan ke dalam dua komponen utama, yaitu zona terganggu dan rusak.

Prediksi Zona Kerusakan Batuan Setelah Peledakan pada Beberapa Tambang ... Zulfahmi

PENYELIDIKAN LAPANGAN

DATA MASUKAN Data lapangan: Seismik (kecepatan rambat gelombang P sebelum dan sesudah peledakan)

Pengukuran seismik refraksi (kecepatan seismik sebelum dan sesudah peledakan

Intensitas retakan, luasan zona kerusakan batuan

Pengukuran getaran saat peledakan

Kecepatan partikel puncak (PP)

Pengumpulan data sekunder

Data pendukung untuk analisis selanjutnya

Getaran peledakan (kecepatan rambat gelombang P pada saat peledakan) Data sekunder (desain peledakan), geoteknik, geologi, curah hujan dll.)

PENGOLAHAN DAN ANALISIS DATA Penilaian perubahan cepat rambat gelombang P sebelum dan sesudah peledakan (analisis grafik, regresi linier, trendline dll.) Peniaian kecepatan gelombang P (longitudinal) pada saat peledakan, trend perubahan kecepatan fungsi jarak dan analisis grafik untuk beberapa lokasi peledakan

VALIDASI DAN KORELASI Simulasi zona kerusakan batuan akibat peledakan. Output, Deleniasi zona kerusakan, zona terganggu dan zona aman

Gambar 1.

KESIMPULAN

Metodologi penelitian

Pada zona yang pertama hanya tegangan saja yang berubah; sedangkan pada yang kedua, sifat mekanik, hidrolik dan fisik massa batuan mengalami perubahan yang bersifat permanen (irreversible). Zona rusak selanjutnya dibagi lagi menjadi zona dalam (inner zone) dan luar (outer zone). Zona dalam ditandai oleh perubahan yang tajam dari sifat-sifat mekanik dan hidrolik, sedangkan zona luar ditandai oleh perubahan bertahap dari sifat-sifat tersebut di atas. Chun-rui dkk. (2009) menyatakan bahwa karakteristik batuan yang rusak memiliki perubahan signifikan yang seiring dengan perubahan jarak ke sumber peledakan dan karakteristik batuan tersebut. Kerusakan batuan dibagi menjadi zona hancur, retak dan elastik. Radius zona hancur ditentukan oleh densitas batuan, kecepatan gelombang pada batuan, radius rongga (cavity radius) yang terbentuk setelah batuan dan kuat tekan uniaksial batuan. Besarnya radius rongga ditentukan oleh rata-rata tekanan peledakan (average explosive pressure), kekuatan batuan pada kondisi tekanan berbagai arah dan radius lubang ledak. Nilai tekanan peledakan ditentukan oleh densitas batuan dan kecepatan

detonasi, sedangkan kekuatan batuan pada tekanan berbagai arah dapat ditentukan dari nilai kuat tekan uniaksial, densitas batuan dan kecepatan rambat gelombang pada batuan. Penjalaran Gelombang dan Cepat Rambat Gelombang Jika material padat mendapat tumbukan secara tiba-tiba, sejumlah gelombang akan terbentuk pada titik tumbuk dan menjalar secara sferis ke arah luar dengan amplitudo yang terus berkurang. Kecepatan penjalaran gelombang ini sangat dipengaruhi oleh karakteristik material. Gelombang longitudinal atau primer (P) mempunyai cepat rambat yang paling besar dibandingkan dengan gelombang lainnya (transversal dan permukaan). Besarnya kecepatan tersebut merupakan fungsi karakteristik material (Saiang, 2008). Cepat rambat gelombang permukaan (surface wave), terdiri atas gelombang rayleigh yang merambat pada permukaan bebas dan love yang merambat pada lapisan permukaan. Menurut Burchell (1987), selama merambat gelombang seismik mengalami kehilangan energi dan pengurangan amplitudo. Gejala ini disebut

63


dengan pelemahan gelombang (wave attenuation). Kehilangan ini terjadi karena redaman pada material yang berkaitan dengan kondisi material yang tidak elastis (inelasticity), tidak kontinyu (discontinuities) dan penyebaran secara geometris. Sifat dan Perilaku Batuan Sifat dan perilaku batuan ketika diberi beban dinamik telah banyak diteliti oleh ahli geomekanika seperti Liang dkk. (2009), Li dkk. (2009), Dai dan Xia (2009), Aydan dan Kumsar (2009), Ohta dan Aydan (2009) dan Ferrero dkk. (2010) yang telah melakukan pengujian langsung di areal tambang maupun tak langsung dengan permodelan di laboratorium, namun kombinasi pengukuran seismik refraksi dan getaran peledakan pada batuan lunak serta korelasi terhadap keduanya belum ada yang melakukannya di Indonesia. Sifat batuan sangat memengaruhi perilaku gelombang yang merambat pada material tersebut. Secara empirik parameter yang penting untuk menentukan kekuatan massa batuan adalah modulus deformasi (Em), MohrCoulomb, gesekan (Ø) dan kohesi ( c ). Modulus deformasi massa batuan dapat diturunkan menggunakan sistem klasifikasi umum seperti Q, Rock Mass Rating (RMR) dan Geological Strength Index (GSI). Menurut Saiang (2004), parameter Mohr-Coulomb untuk massa batuan tidak dapat dengan mudah diperoleh dengan menggunakan sistem klasifikasi sebab parameter ini tergantung kepada faktor-faktor lain seperti confining stress yang tidak diakomodasi dalam sistem klasifikasi. Data yang dibutuhkan untuk memperkirakan modulus deformasi (Em) menurut Hoek dan Brown (1997) dan Hoek dkk. (2002) adalah kuat tekan batuan intact (σci), rating

Gambar 2.

64

GSI atau RMR dan konstanta Hoek-Brown (mi). Pengukuran Seismik Pengukuran sesimik refraksi menggunakn PASI Geophysical Instrument dan dilakukan untuk melihat intensitas perubahan waktu perjalanan (travel times) gelombang P (compressional wave) pada titik-titik yang diketahui sepanjang permukaan tanah yang berasal dari sumber energi impulsif. Sumber energi ini menggunakan getaran yang bersumber dari benda yang dijatuhkan seberat 25 kilogram pada jarak sekitar 2,5 meter dengan pola sentakan. Aktifitas pengukuran seismik refraksi dapat dilihat pada Gambar 2. Proses pengukuran dilakukan sebelum dan sesudah peledakan. Tabel 1 dan 2 menggambarkan kondisi lapisan batuan yang direkam. Gambar 3 menunjukkan gambaran kecepatan rambat gelombang pada salah satu lokasi pengukuran sebelum dan sesudah peledakan. Pengukuran Getaran Peledakan Pengambilan data getaran peledakan dilakukan menggunakan dua jenis peralatan, yaitu single vibration monitor buatan Instantel, Kanada dan DMT Summit M Vipa buatan DMT GmbH & Co. KG, Jerman. Data getaran peledakan diperoleh juga dari seismoblast dengan sistem multivibration monitor buatan Puslitbang Teknologi Mineral dan Batubara (tekMIRA). Jarak pengukuran untuk single vibration monitor bervariasi. Namun umumnya dilakukan pada jarak lebih dari 300 meter dari sumber peledakan. Pengukuran dengan multivibration monitor dilakukan pada jarak 50, 75, 100 dan 125 meter dari sumber peledakan. Gambar 4 menunjukkan

Aktifitas pengukuran seismik refraksi


(a)

(b) Gambar 3.

Tabel 1.

No. GP

Kecepatan rambat gelombang sebelum peledakan (a) dan setelah peledakan (b)

Data pengukuran kecepatan gelombang seismik di salah satu lokasi pengukuran sebelum dan sesudah peledakan Sebelum Peledakan Tebal Lapisan

Bed

Setelah Peledakan

Kecepatan Glb, (m/detik)

Tebal Lapisan

Bed

Kecepatan Glb, (m/detik)

Lap. 1

Lap. 2

Rock

v1

v2

v3

Lap. 1

Lap. 2

Rock

v1

v2

v3

1

0,2

-

-

769

1554

-

0,10

-

-

588

1356

-

2

0,2

3,0

3,2

816

1552

2061

0,10

2,7

2,80

653

1366

2010

3

0,2

3,0

3,2

863

1551

2051

0,11

2,8

2,91

718

1376

1980

4

0,2

3,2

3,4

910

1549

2000

0,12

2,8

2,92

783

1387

1999

5

0,2

3,2

3,4

958

1548

2020

0,13

2,6

2,73

848

1397

2030

6

0,2

3,1

3,3

1005

1547

2072

0,14

2,7

2,84

913

1408

2020

7

0,2

3,1

3,3

1052

1545

2061

0,15

2,7

2,85

979

1418

1999

8

0,2

2,2

2,4

1099

1544

2100

0,16

2,8

2,96

1044

1429

1980

9

0,2

2,3

2,5

1147

1543

2100

0,17

2,9

3,07

1109

1439

1990

10

0,2

2,6

2,8

1194

1541

1980

0,18

2,2

2,38

1174

1450

2300

11

0,2

2,6

2,8

1241

1540

1990

0,19

2,2

2,39

1239

1460

2250

12

0,2

2,6

2,8

1289

1539

2030

0,20

2,7

2,90

1305

1471

1970

65


Tabel 1.

No. GP

Lanjutan ... Sebelum Peledakan

Setelah Peledakan

Tebal Lapisan

Bed

Lap. 1

Lap. 2

Rock

Kecepatan Glb, (m/detik) v1

v2

v3

Tebal Lapisan

Bed

Lap. 1

Lap. 2

Rock

13

0,20

2,7

2,90

1289

1539

1980

14

0,25

2,6

2,85

1301

1539

15

0,30

2,5

2,80

1313

1539

16

0,36

2,0

2,36

1326

17

0,41

2,2

2,61

18

0,47

3,0

3,47

19

0,52

3,1

20

0,58

21

0,63

22

Kecepatan Glb, (m/detik) v1

v2

v3

0,20

2,6

2,80

1305

1471

1999

2000

0,19

2,6

2,79

1250

1471

1990

2061

0,18

2,6

2,78

1195

1471

1960

1539

2105

0,17

2,3

2,47

1141

1471

2400

1338

1539

2055

0,16

2,3

2,46

1086

1471

2350

1351

1539

2061

0,15

3,4

3,55

1031

1471

1990

3,62

1363

1539

2000

0,14

3,5

3,64

977

1471

1970

3,0

3,58

1376

1539

2061

0,13

3,5

3,63

922

1471

1960

3,0

3,63

1388

1539

2030

0,12

3,5

3,62

867

1471

1970

0,69

3,1

3,79

1401

1539

2010

0,11

3,4

3,51

813

1471

2010

23

0,74

2,9

3,64

1413

1539

2094

0,10

3,3

3,40

758

1471

2040

24

0,80

-

-

1426

1539

-

0,10

-

-

704

1471

-

GP = Geophone Jarak Antar Geophone 1,0 meter , V1= Kecepatan rambat lap , Atas (1), V2 = Kecepatan rambat lap , Tengah (2), dan V3 = Kecapatan rambat lapisan dasar

aktivitas pengukuran getaran peledakan. Sedangkan Tabel 2 memperlihatkan data hasil pengukuran yang terdiri atas nilai peak particle velocity (PPV) dan peak vector sum (PVS).

grafik perbedaan kecepatan rambat gelombang di beberapa lokasi pengukuran untuk masing-masing lapisan sebelum dan sesudah peledakan pada beberapa lokasi pengukuran.

Analisis Data

Menurut Saiang (2008), terjadinya kerusakan batuan akibat peledakan ditandai oleh berubahnya struktur mikro sehingga kecepatan rambat gelombang akan mengalami penurunan. Beberapa pengukuran menunjukkan penurunan kecepatan rambat gelombang. Hasil pengukuran pada lapisan refraktor 3 menunjukkan kecepatan rambat gelombang yang tinggi dibandingkan dengan dua lapisan refraktor yang lain namun kurva kecepatan cenderung berhimpitan. Hal ini berarti bahwa lapisan tersebut cukup kompak dan tidak terjadi kerusakan signifikan. Pada lapisan refraktor 1 dan 2, kecepatan rambat gelombang setelah peledakan lebih lambat dibandingkan sebelum peledakan. Pada lapisan refraktor 1 kurva mempunyai kecenderungan sejajar di sepanjang jalur pengukuran. Hal ini berarti sepanjang jalur pengukuran mengalami kerusakan. Kurva kecepatan rambat gelombang pada lapisan refraktor 2 cenderung mendekati titik tertentu. Hal ini berarti bahwa sampai di titik tersebut batuan mengalami kerusakan, sedangkan selebihnya tidak terjadi kerusakan. Penilaian batas kerusakan yang terjadi akibat peledakan digunakan data lapisan

Pengukuran yang telah dilakukan menggunakan dua cara yaitu sejajar dan melintang dari baris akhir lobang peledakan dan jarak antar geofon 1,0 meter dengan jarak shoot point terjauh 24 meter. Hasilnya diperoleh 3 refraktor dengan kedalaman bervariasi. Refraktor pertama berada pada kedalaman 0,15 sampai 2,1 meter dari permukaan. Refraktor kedua berada pada kedalaman 2,2 sampai 3,5 meter dan refraktor ketiga berada pada kedalaman 2,7 sampai 4,5 meter (Gambar 5). Mengingat areal pengukuran di lokasi penambangan sangat terbatas, kedalaman refraktor tidak mencapai batas yang diinginkan yaitu minimal sama dengan tinggi lereng tambang (single bench). Angka-angka yang ditampilkan dari hasil pengukuran menunjukkan nilai signifikan, sesuai dengan hasil hipotesis awal kajian ini. Dari hasil pengukuran di beberapa lokasi berbeda diperoleh tingkat kecepatan rambat gelombang yang cenderung mengikuti pola sama pada saat sebelum dan setelah peledakan. Gambar 6 menunjukkan

66


Tabel 2.

No 1

Data pengukuran cepat rambat gelombang

Lokasi PTBA-1

Jarak dari Sumber (meter)

Nilai Peak Particle Velacity-PPV (mm/detik) MVM

50

15,30

75

11,60

100

8,54

150

4,35

175 2

PTBA-2

BM1

BM2

3,67

200

3,21

50

14,30

75

12,34

100

8,23

150

4,04

175

2,06

3,89

250 3

KJA

2,34

75

11,80

100

7,34

150

4

BBE

6,35

175

3,05

200

3,76

225

1,68

250

1,47

100

8,36

150

5

MSJ

5,46

175

3,18

200

2,93

225

2,74

250

1,88

75

10,90

100

7,84

150

5,55

175

3,12

200 250

refraktor 2 karena lapisan refraktor 2 lebih tebal dari refraktor 1 seperti dilihat pada Tabel 1. Gambar 7 menunjukkan nilai-nilai persamaan garis perubahan kecepatan rambat gelombang P untuk lapisan refraktor 2 pada masing-masing lokasi penelitian. Dari persamaan tersebut, dapat diketahui bahwa jarak minimum lapisan batuan yang aman dari kerusakan struktur akibat peledakan pada masing-

BM3

3,04 2,90

masing lokasi adalah nilai x pada masing-masing persamaan tersebut dikalikan jarak geofon sebenarnya yaitu 1,0 meter dan ditambah jarak geofon terdekat dengan baris terakhir dari lobang peledakan yaitu 5 meter. Dari hasil perhitungan, diperoleh jarak minimum batuan yang aman dari kerusakan batuan untuk masing-masing lokasi penelitian yaitu 35,65 (PT.KJA), 29,00 (PTBA), 39,09 (PT.BBE) dan 38,19 meter (PT. MSJ).

67


Gambar 4.

Gambar 5.

Aktifitas pengukuran getaran peledakan

Hasil interpretasi ketebalan lapisan batuan di salah satu lokasi penelitian

Korelasi Data Seismik dan Getaran Peledakan Pengukuran getaran peledakan dilakukan untuk mengetahui hubungan antara kecepatan rambat gelombang peledakan dengan jumlah bahan peledak, sehingga akan diketahui jumlah bahan peledak yang diizinkan. Analisis yang digunakan adalah bentuk regresi dengan menghubungkan antara log peak particle velocity dengan log square root scalling (scale distance), sehingga diperoleh gambaran grafik regresi linier. Dengan mengore-

68

lasikan nilai kecepatan rambat gelombang yang berasal dari pengukuran seismik dapat diketahui tingkat perubahan cepat rambat gelombang sebelum dan sesudah peledakan menggunakan sumber getaran berasal dari getaran yang dibuat dengan menjatuhkan beban pada jarak tertentu. Dari data getaran peledakan ini dapat diketahui kecepatan rambat gelombang pada saat peledakan dan sumber getarannya berasal dari peledakan itu sendiri. Variasi kecepatan rambat gelombang dapat dilihat pada Gambar 8.


(a)

(b)

(c)

(d) Gambar 6.

Kondisi kecepatan rambat gelombang sebelum dan sesudah peledakan di salah satu lokasi PT. KJA (a), PTBA (b), PT. MSJ (c) dan PT. BBE (d)

69


(a)

(b)

(c)

(d) Gambar 7.

70

Nilai persamaan garis perubahan kecepatan rambat gelombang P untuk lapisan refraktor 2 di lokasi PT. KJA (a), PTBA (b), PT.BBE (c) dan PT.MSJ (d)


Gambar 8.

Kondisi kecepatan rambat gelombang pada saat peledakan pada jarak tertentu di beberapa lokasi penambangan

Data pada Gambar 8 dikorelasikan dengan nilai hasil perhitungan jarak minimum batuan yang aman dari kerusakan batuan pada masing-masing lokasi penelitian, diperoleh nilai PPV yang menyebabkan terjadinya kerusakan batuan (Gambar 9) yaitu 17,20 (PT. KJA), 18,41 (PTBA), 16,70 (PT. BBE) dan 16,80 mm/detik (PT. MSJ). Berdasarkan data tersebut, dapat diketahui bahwa kondisi kerusakan batuan di beberapa lokasi penambangan batubara di Indonesia berada pada jarak maksimum antara 29,00 -39,09 meter dengan nilai PPV 16,70 -18,41 mm/detik.

Gambar 9.

KESIMPULAN Pengukuran sesimik refraksi yang menggunakan jarak antar geofon 1,0 meter dengan jarak shoot point terjauh 24 meter memperoleh 3 refraktor dengan kedalaman yang bervariasi. Refraktor pertama berada pada kedalaman 0,15 sampai 2,1 meter dari permukaan. Refraktor kedua berada pada kedalaman 2,2 sampai 3,5 meter dan refraktor ketiga berada pada kedalaman 2,7 sampai 4,5 meter. Pengukuran di beberapa lokasi berbeda memperoleh tingkat kecepatan peledakan yang cenderung

Grafik korelasi nilai seismik dan getaran peledakan

71


mengikuti pola yang sama pada saat sebelum dan setelah peledakan. Umumnya kecepatan rambat gelombang lapisan refraktor 3 menunjukkan nilai kecepatan perambatan tinggi dibandingkan dengan lapisan refraktor 1 dan 2. Grafiknya cenderung berhimpitan. Hal ini berarti bahwa pada lapisan refraktor 3 tidak terjadi perubahan struktur batuan yang signifikan, sedangkan pada lapisan refraktor 1 dan 2 terjadi perbedaan kecepatan yang signifikan sepanjang jalur geofon yang tegak lurus dengan baris terakhir lobang peledakan. Lapisan refraktor 1 mempunyai kurva cenderung sejajar ke arah menjauhi lokasi peledakan, sedangkan lapisan refraktor 2 mempunyai kurva yang cenderung berpotongan atau saling mendekati. Dari perhitungan diperoleh jarak minimum batuan yang aman dari kerusakan untuk masing-masing lokasi penelitian, yaitu 35,65 (PT.KJA), 29,0 (PTBA), 39,09 (PT.BBE) dan 38,19 meter (PT. MSJ). Korelasi antara nilai perhitungan jarak minimum batuan yang aman dari kerusakan batuan dengan grafik kecepatan rambat gelombang peledakan menghasilkan nilai PPV yang menyebabkan terjadinya kerusakan batuan yaitu 17,20 (PT. KJA), 18,41 (PTBA), 16,70 (PT. BBE) dan 16,80 mm/detik (PT. MSJ). Berdasarkan data tersebut, dapat diketahui bahwa kondisi kerusakan batuan pada beberapa lokasi penambangan batubara di Indonesia berada pada jarak antara 29,00 – 39,09 meter dengan nilai PPV berkisar antara 16,70 – 18,41 mm/detik. UCAPAN TERIMA KASIH Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada General Manager UPTE PTBA Tanjung Enim beserta staff, KTT PT. KJA beserta staff dan Sdr. Binsar Marpaung, Pimpinan PT. MSJ, Pimpinan PT. BBE dan Sdr. Humaidi yang telah memberikan bantuan dan kemudahan selama melakukan penelitian ini. Selain itu teman-teman kelompok penelitian, Sdr. Gunawan, Eko Pujianto, Zulkifli Pulungan, Deden Agus Ahmid dan beberapa personil lainnya yang telah membantu penelitian ini hingga selesai. DAFTAR PUSTAKA Aydan, O. dan Kumsar, H., 2009. An experimental and theoretical approach on the modeling of sliding response of rock wedges under dynamic loading, Rock Mechanic. Rock Engineering, hal. 35 – 47.

72

Burchell, J.H., 1987. Explosive and rock blasting, Atlas Powder Company, Field Technical Operation, Dallas, Texas U.S.A, hal. 375 - 406. Chun-rui, Li., Kang Li-jun, Qi Qing-xing, Mao De-binga, Liu Quan-ming dan Xu Ganga, 2009. The numerical analysis of borehole blasting and application in coal mine roof-weaken, Procedia Earth and Planetary Science, hal. 451–459, Elsevier. Dai, F. and K. Xia. 2009. Tensile strength anisotropy of Barre Granite. In RockEng09: 3rd Canada-US rock mechanics symposium, Toronto - Canada, 9 – 15 May 2009, eds. C.S. Diederichs and Grasselli, hal. 231-232. Dey, K., 2004. Investigation of blast-induced rock damage and development of predictive models in horizontal drivages. Unpublished Ph. D. thesis in Indian School of Mines. Dhanbad. Hal. 45-103. Ferrero, A.M., M. Migliazza, G. Tebaldi, 2010. Development of a new experimental apparatus for the study of the mechanical behaviour of rock discontinuity under monotonic and cyclic loads, Rock Mechanic. Rock Engineering, hal. 685–695 Hoek, E. dan E.T. Brown, 1997. Practical estimates of rock mass strength. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, hal. 1165-1186. Hoek, E., C. Carranza Toress, dan B. Corkum, 2002. Hoek Brown failure criterion – 2002 edition, Proc. 5th. North American Rock Mechanics Symposium and 17th Tunneling Association of Canada Conference, University of Toronto, hal. 267- 271. Li, J., Ma, G. dan Huang, X., 2009. Analysis of wave propagation through a filled rock joint, Rock Mechanic. Rock Engineering, hal. 24 - 35. Monjezi, M., M. Rezaei, A. Yazdian, 2009. Prediction of backbreak in open-pit blasting using fuzzy set theory, Expert Systems with Applications, hal. 2637–2643, Elsevier Ltd. Ohta, Y. dan Aydan, O., 2009. The dynamic responses of geo-materials during fracturing and slippage, Rock Mechanic. Rock Engineering, hal. 727–740. Raina, A.K., A.K. Chakraborty, M. Ramulu, dan J.L. Jethwa, 2000. Rock mass damage from underground blasting, a literature review, and lab and full scale tests to estimate crack depth by ultrasonic method. Fragblast International Journal for Blasting and Fragmentation, hal. 103- 125. Rathore, S.S., S. Bhandary, 2007. Controlled fracture growth by blasting while protecting damages to remaining rock, Rock Mechanic. Rock Engineering, hal. 63 - 67.


Saiang, D., 2004. Damaged rock zone around excavation boundaries and its interaction with shotcrete, Licentiate Thesis, Luleå University of Technology, hal. 121. Saiang, D., 2008a. Damage rock zone study - A progress report, Technical Report, Lulea University of Technology, Depertment of Civil, Mining and Environmental Engineering, division of rock mechanics. Saiang, D., 2008b. Damaged rock zone around excavation boundaries, A progress report to Banverket, Division of Rock Mechanics & Rock Engineering, Luleå University of Technology. Sato, T., T. Kikuchi, dan K. Sugihara, 2000. In situ experiments on an excavation disturbed zone induced by

mechanical excavation in Neogene sedimentary rock at Tono mine, central Japan. Engineering Geology, hal. 97-108. Van Gool, B.S., 2007. Effect of blasting on the stability of paste fill stopes at Cannington mine, Dissertation Thesis for the degree of Doctor of Philosophy in the School of Engineering, James Cook University, hal. 65 – 86. Warneke, J., J.G. Dwyer, dan T. Orr, 2007. Use of a 3D scanning laser to quantify drift geometry and overbreak due to blast damage in underground manned entries. In: E. Eberhardt, D. Stead and T. Morrison (Editors), Rock Mechanics: Meeting Societys Challenges and Demands. Taylor & Francis Group, London, Vancouver, Canada, hal. 93-100.

73

Setiap makalah dalam jurnal ilmiah ini telah ditelaah dan disunting oleh minimum dua penyunting ahli dan satu penyunting bahasa

Recommend Documents