ANALISIS PENGGUNAAN OLI BEKAS SEBAGAI CAMPURAN AMMONIUM NITRATE FUEL OIL TERHADAP FRAGMENTASI HASIL PELEDAKAN DI PT KALTIM PRIMA COAL, SANGATTA,KALIMANTAN TIMUR
PROPOSAL TUGAS AKHIR Diajukan untuk Penelitian Tugas Akhir Mahasiswa pada Jurusan Teknik Pertambangan Universitas Sriwijaya
Oleh : Richardo Rocha Ginting 03121402030
UNIVERSITAS SRIWIJAYA FAKULTAS TEKNIK 2016
A. JUDUL ANALISIS PENGGUNAAN OLI BEKAS SEBAGAI CAMPURAN AMMONIUM NITRATE FUEL OIL TERHADAP FRAGMENTASI HASIL PELEDAKAN DI PT KALTIM PRIMA COAL,SANGATTA, KALIMANTAN TIMUR B. LOKASI PT Kaltim Prima Coal, Sangatta, Kalimantan Timur
C. BIDANG ILMU Teknik Pertambangan
D. LATAR BELAKANG Batubara merupakan salah satu bahan galian yang penting sebagai bahan bakar alternatif pengganti minyak bumi. Mengingat semakin menipisnya cadangan minyak bumi, maka sejak tahun 1980 pemerintah Indonesia mencanangkan penggunaan batubara secara optimal sebagai sumber energi untuk keperluan industri sebagai pengganti minyak bumi, sehingga disamping menjadi energi alternatif pengganti minyak bumi maka dengan adanya penambangan batubara diharapkan dapat menambah devisa bagi negara dan juga dapat menambah pendapatan asli daerah. Dampak dari kebijaksanaan yang diambil pemerintah untuk peningkatan penggunaan bahan bakar batubara sebagai pengganti minyak bumi, maka saat ini banyak bermunculan pengusaha-pengusaha swasta maupun pengusaha asing yang menambahkan modalnya untuk kegiatan baik eksplorasi maupun eksploitasi dalam bidang pertambangan batubara di wilayah negara Indonesia. Indonesia sendiri memiliki cadangan batubara yang cukup besar terutama yang terdapat di Sumatera, Kalimantan Timur, Kalimantan Selatan, sehingga dengan adanya cadangan batubara yang cukup besar tersebut Indonesia berpotensi untuk menjadi salah satu negara penghasil batubara pada abad ke 20. Di Kalimantan Timur sendiri
banyak
dijumpai
perusahaan
pertambangan yang mengusahakan dan memanfaatkan batubara untuk
memenuhi kebutuhan pasar domestik maupun kebutuhan manca negara (komoditas ekspor). PT. Kaltim Prima Coal adalah salah satu perusahaan produsen batubara di Indonesia dimana PT. Kaltim Prima Coal menerapkan sistem tambang terbuka dengan menggunakan metode open pit. Kegiatan utama tahap penambangan tersebut terdiri dari pengupasan lapisan tanah penutup, pembongkaran dengan peledakan, pemuatan dan pengangkutan dri lokasi penambangan ke lokasi pengumpulan (stockpile). Pada aktivitas alat-alat berat yang berada di area penambangan akan menghasilkan oli bekas yang cukup besar. Untuk itu oli bekas ini dikumpulkan untuk digunakan sebagai campuran ammonium nitrat fuel oil. Pada campuran ini akan dianalisa distribusi ukuran atau fragmentasi batuan hasil ledakan penggunaan campuran oli bekas dan ANFO. Target distribusi ukuran pada PT. Kaltim Prima Coal adalah <70 mm. Oleh karena itu, penulis akan menganalisis penggunaan oli bekas sebagai campuran ANFO terhadap fragmentasi hasil peledakan pada aktivitas peledakan di PT. Kaltim Prima Coal.
E. PERUMUSAN MASALAH Adapun perumasan masalah ini adalah : 1. Berapa persentase campuran oli bekas dan ANFO dalam peledakan yang manakah sesuai dengan target distribusi ukuran ? 2. Bagaimana distribusi fragmentasi hasil peledakan dengan mengunakan bahan peledak ANFO dan oli bekas dengan prediksi metode Kuz-Ram ? 3. Bagaimana pengaruh campuran oli bekas dan ANFO tehadap fragmentasi hasil uji peledakan ? 4. Bagaimana penghematan biaya aktivitas peledakan dengan menggunakan campuran oli bekas dan ANFO ?
F. TUJUAN PENELITIAN Adapun tujuan dari penelitian ini adalah :
1. Menganalisis persentase campuran oli bekas dan ANFO dalam peledakan yang dapat memenuhi target distribusi ukuran . 2. Menganalisis distribusi fragmentasi hasil peledakan dengan mengunakan bahan peledak ANFO dan oli bekas dengan prediksi metode Kuz-Ram . 3. Menganalisis pengaruh campuran oli bekas dan ANFO tehadap fragmentasi hasil uji peledakan . 4. Menganalisis
penghematan
biaya
aktivitas
peledakan
dengan
menggunakan campuran oli bekas dan ANFO .
G. MANFAAT PENELITIAN Hasil dari penelitian ini dapat dipergunakan sebagai tolak ukur bagi PT Kaltim Prima Coal untuk mengganalisis pengaruh penggunaan oli bekas sebagai campuran ANFO terhadap fragmentasi hasil peledakan dan penghematan biaya aktivitas peledakan.
H. TINJAUAN PUSTAKA 1. Pengertian Peledakan Pada kegiatan penambangan, peledakan merupakan salah satu metode yang dapat digunakan untuk pembongkaran material. Ukuran keberhasilan peledakan dapat dilihat dari ketercapaian target produksi , effisiensi bahan peledak, fragmentasi yang dihasilkan dan pengaruhnya terhadap lingkungan (Susanti, 2011). Dalam suatu operasi peledakan pada pertambangan didahului oleh pemboran yang bertujuan untuk membuat lubang tembak dimana akan diisi oleh bahan peledak. Tujuan perencanaan pemboran dan peledakan pada batuan: menghasilkan batuan lepas, yang dinyatakan dalam derajat fragmentasi sesuai dengan tujuan yang akan capai (Konya, 1990). Hasil peledakan ini sangat mempengaruhi produktivitas dan biaya operasi berikutnya. 2. Bahan Peledak
Bahan peledak merupakan suatu bahan kimia senyawa tunggal atau campuran yang berbentuk padat,cair,gas atau campurannya yang apabila dikenai suatu aksi panas, benturan, gesekan atau ledakan awal akan mengalami suatu reaksi kimia yang sangat cepat dengan hasil reaksi sebagian atau seluruhnya berbentuk gas dan disertai panas dan tekanan yang sangat tinggi (Fahlevi, 2012). Pada prinsipnya suatu ledakan adalah merupakan reaksi kimia yang terjadi secara spontan dimana pada umumnya kita mengenal reaksi kimia dapat terjadi secara termodinamika dan termokinetika. Peledakan akan memberikan hasil yang berbeda dari yang diharapkan karena tergantung pada
kondisi
eksternal
saat
pekerjaan
tersebut
dilakukan
yang
mempengaruhi kualitas bahan kimia pembentuk bahan peledak tersebut. Panas merupakan awal terjadinya proses dekomposisi bahan kimia pembentuk bahan peledak yang menimbulkan pembakaran, dilanjutkan dengan deflragrasi dan terakhir detonasi (Hemphil, 1981). Proses dekomposisi bahan peledak diuraikan sebagai berikut: a) Pembakaran adalah reaksi permukaan yang eksotermis dan dijaga keberlangsungannya oleh panas yang dihasilkan dari reaksi itu sendiri dan produknya berupa pelepasan gas-gas. Reaksi pembakaran memerlukan unsur oksigen (O2) baik yang terdapat di alam bebas maupun dari ikatan molekuler bahan atau material yang terbakar. Untuk menghentikan kebakaran cukup dengan mengisolasi material yang terbakar dari oksigen. Contoh reaksi minyak disel (diesel oil) yang terbakar sebagai berikut: CH3(CH2)10CH3 + 18½ O2
12 CO2 + 13 H2O
b) Deflagrasi adalah proses kimia eksotermis di mana transmisi dari reaksi dekomposisi didasarkan pada konduktivitas termal (panas). Deflagrasi merupakan fenomena reaksi permukaan yang reaksinya meningkat menjadi ledakan dan menimbulkan gelombang kejut (shock wave) dengan kecepatan rambat rendah, yaitu antara 300 – 1000 m/s atau lebih
rendah dari kecepatan suara (subsonic). Contohnya pada reaksi peledakan low explosive (black powder) sebagai berikut: - Potassium nitrat + charcoal + sulfur 20NaNO3 + 30C + 10S 6Na2CO3 + Na2SO4 + 3Na2S +14CO2 + 10CO + 10N2 - Sodium nitrat + charcoal + sulfur 20KNO3 + 30C + 10S 6K2CO3 + K2SO4 + 3K2S +14CO2 +10CO + 10N2 c) Ledakan adalah ekspansi seketika yang cepat dari gas menjadi bervolume lebih besar dari sebelumnya diiringi suara keras dan efek mekanis yang merusak. Dari definisi tersebut dapat tersirat bahwa ledakan tidak melibatkan reaksi kimia, tapi kemunculannya disebabkan oleh transfer energi ke gerakan massa yang menimbulkan efek mekanis merusak disertai panas dan bunyi yang keras. Contoh ledakan antara lain balon karet ditiup terus akhirnya meledak, tangki BBM terkena panas terus menerus bisa meledak, dan lain-lain. d) Detonasi 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 tinggi tersebut menyebarkan tekanan panas ke seluruh zona peledakan dalam bentuk gelombang tekan kejut (shock compression wave) dan proses ini berlangsung terus menerus untuk membebaskan energi hingga berakhir dengan ekspansi hasil reaksinya. Kecepatan rambat reaksi pada proses detonasi ini berkisar antara 3000 – 7500 m/s. Contoh kecepatan reaksi ANFO sekitar 4500 m/s. Sementara itu shock compression wave mempunyai daya dorong sangat tinggi dan mampu merobek retakan yang sudah ada sebelumnya menjadi retakan yang lebih besar. Disamping itu shock wave dapat menimbulkan symphatetic detonation. Oleh sebab itu peranannya sangat penting di dalam menentukan jarak aman (safety distance) antar lubang. Contoh proses detonasi terjadi pada jenis bahan peledakan antara lain: - TNT : C7H5N3O6
1,75 CO2 + 2,5 H2O + 1,5 N2 + 5,25 C
- ANFO: 3 NH4NO3 + CH2 - NG : C3H5N3O9
CO2 + 7 H2O + 3 N2
3 CO2 + 2,5 H2O + 1,5 N2 + 0,25 O2
- NG + AN : 2 C3H5N3O9 + NH4NO3
6 CO2 + 7 H2O + 4 N2 + O2
3. Klasifikasi Bahan Peledak Bahan peledak diklasifikasikan berdasarkan sumber energinya menjadi bahan peledak mekanik, kimia dan nuklir. Pertimbangan pemakaian bahan peledak kimia dari sumber energi lainnya antara lain, harga relatif murah, penanganan teknis lebih mudah, lebih banyak variasi waktu tunda (delay time) dan dibanding nuklir tingkat bahayanya lebih rendah. Sampai saat ini terdapat berbagai cara pengklasifikasian bahan peledak kimia, namun pada umumnya kecepatan reaksi merupakan dasar pengklasifikasian tersebut. Berdasarkan kelasnya bahan peledak dapat digolongkan sebagai berikut: 1. Bardasarkan pemakaiannya a.Bahan peledak militer (bursting) Umumnya dipakai dalam operasi militer, misalnya untuk peperangan, melukai, membunuh (bom napalm, granat). b.Bahan peledak komersial (blasting) Bahan peledak ini dalam pemakaian industri pertambangan dan konstruksi. Karakteristik bahan peledak komersial harus memiliki beberapa persyaratan antara lain: • Peka terhadap suatu reaksi: panas, getaran, gesekan atau benturan. • Mempunyai kecepatan detonasi teertentu (high dan low explosive). • Memiliki daya tahan air (water resistance) terbatas. • Dapat disimpan dengan stabil. • Menghasilkan gas-gas hasil peledak, yaitu : gas dalam bentuk molekul lebih stabil • Memerlukan stemming/penyumbatan dalam penggunaannya. 2. Berdasarkan kecepatan rambatnya a. High Explosive (high action explosive) High explosive mempunyai karakteristik dengan: • Kecepatan peledakan yang tinggi yang tinggi (>4000 m/s) • Tekanan impact yang tinggi, densitas tinggi, dan sensitif
• High compressibility sampai dengan 100 kbar Bahan peledak kuat berupa campuran ini banyak digunakan baik dalam bidang militer maupun sipil (komersial) dengan tujuan sebagai penghancur. Tergolong bahan peledak kuat disini adalah : Amatol, Ammona, Amonium Nitrat Fuel Oil (ANFO), Siklotol, Dinamit, Oktol, Pentolit, Pikratol, Torpeks, Tritoal, Bom plastik. b. Low explosive atau blasting agent Umumnya berupa campuran antara fuel dengan oxidizer system, dimana tidak satu pun dapat diklasifikasikan sebagai bahan peledak. Cirri khasnya yaitu: • Perubahan kimia di bawah kecepatan suara (<4000 m/s) • Low compressibility (<3500 bar) Bahan peledak lemah bukan merupakan bahan peledak penghancur, tetapi digunakan sebagai bahan isian pendorong pada amunisi. Bahan pendorong ini dikenal juga dengan nama propelan. Yang tergolong propelan ini antara lain : bubuk hitam (black powder), bubuk tak berasap (smokeless powder), bahan pendorong roket (rocket propellantas), bahan pendorong cair (liquid propelant). 3. Berdasarkan komposisinya a. Bahan peledak tunggal Bahan peledak senyawa tunggal yaitu bahan peledak yang terdiri dari satu senyawa. Bahan peledak senyawa murni (tunggal) disebut juga primary explosive dan termasuk bahan peledak kuat (High Explosive). Yang termasuk bahan peledak utama (Primary Explosive) adalah : Mercury fulminat, Timbal azida, Sianurat triazia (CTA), Diazodinitrofenol (DDNP), Tetrasen, Heksametilendiamin peroksida (HMTD), Penta Erytritol Tetra Nitrat (PETN), Tri Nitro Toluen (TNT). b. Bahan peledak campuran
Bahan peledak yang terdiri dari berbagai senyawa tunggal. Bahan peledak campuran banyak digunakan karena memiliki keuntungan yang lebih banyak jika dibandingkan dengan bahan peledak tunggal. Contoh bahan peledak campuran yaitu dinamit (booster), black powder, Ammonium Nitrate Fuel Oil (ANFO). Ada 3 jenis bahan peledak yang digunakan di PT. Kaltim Prima Coal yaitu ANFO, Heavy ANFO, dan Titan Black (Fortis). Seluruh bahan peledak dan aksesoris yang digunakan di lokasi penelitian disediakan oleh PT Orica Mining Services (Nirwan, 2012). ANFO digunakan sebagai bahan peledak untuk lubang tembak yang kering. Sementara penggunaan Heavy ANFO (Fortan) hanya ditujukan sebagai pelapis pada lubang tembak yang akan diisi dengan bahan peledak ANFO pada sleep blasting. Sementara untuk peledakan loading shoot, bahan peledak ANFO tidak memerlukan bahan peledak Heavy ANFO (Fortan) sebagai pelapis di dasar lubang tembak. Untuk Peledakan lubang basah menggunakan Titan Black (Fortis). Secara umum pemilihan penggunaan bahan peledak ini lebih didasarkan pada kondisi lubang tembak yang berair. Oli bekas dan solar merupakan sesama senyawa karbon, dimana oli bekas ini dapat kita gunakan sebagai pengganti solar pada campuran ANFO. 4. Proses Pengumpulan Oli Bekas (Oli bekas) Proses pengumpulan oli bekas meliputi kegiatan pengambilan oli bekas dari ala berat/unit yang menghasilkan oli bekas, kemudian dikumpulkan di suatu tempat penampungan oi bekas (oli bekas). Tempat penampungan oli bekas ini terdapat di beberapa lokasi berbeda menurut tempat dimana unit/alat berat di service. Tempat penampungan tersebut yaitu tangki oli bekas di wokshop (bengkel permanen) dan di pit stop (bengkel yang berada di lapangan), serta pada unit Lubricant Truck untuk unit yang di service di lokasi penambangan (Hakim, 2011). Oli bekas yang akan digunakan untuk peledakan akan dikirimkan ke gudang handak (bahan peledak) menggunakan Lubricant Truck. Oli bekas dari Lubricant Truck dmasukkan ke tempat penyimpanan sementara
(TPS) limbah B3 yang selanjutnya sebagai persediaan oli bekas untuk membuat Process Oil (campuran oli bekas dan solar sebagai bahan bakar ANFO) (Hakim, 2011). Penggunaan oli bekas sebagai campuran bahan bakar dalam ANFO yang digunakan sudah mempunyai izin resmi dari pemerintah dengan komposisi oli bekas dan solar. Perijinan tersebut berupa Surat Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup No. 649 Tahun 2008 tentang ijin Pemanfaatan Oli Bekas untuk Bahan Bakar Pembantu dalam Peledakan Kegiatan Penambangan (Hakim, 2011). 5. Pengolahan Oli bekas menjadi Fuel Oil dalam ANFO Oli bekas merupakan senyawa hidrokarbon yang dapat merubah struktur dan fungsi tanah sehingga produktivitas tanah menjadi menurun (Muklishoh, 2008). Oli bekas bersifat kental dan mengandung pengotor, untuk dijadikan bahan pencampur FO, oli bekas perlu diencerkan terlebih dahulu (Simajuntak, 2013). Pengencer yang digunakan adalah solar karena mudah didapat dan aman. Pada proses pencampurannya, oli bekas dan solar dimasukkan kedalam satu tangki pencampur, kemudi kedua bahan tersebut dicampur dengan menggunakan sistem sirkulasi aliran energi dari pompa. Adapun hasil campuran oli bekas dan solar disebut dengan Process Oil yang berfungsi sebagai solar untuk pencampuran ANFO (Hakim, 2011). 6. Prediksi Distribusi Fragmen Batuan Hasil Peledakan dengan Model KuzRam Model Kuz-Ram merupakan salah satu metode untuk memprediksi distribusi fragmen batuan hasil peledakan. Model Kuz-Ram merupakan gabungan dari persamaan Kuznetsov (1971) dan persamaan Rossin Rammler (1933). Persamaan Kuzntesov memberikan ukuran fragmen batuan rata-rata dan persamaan Rossin Rammler menentukan material yang tertampung di ayakan dengan ukuran tertentu. Persamaan Kuznetsov (1971) dapat dilihat pada persamaan 1.
𝑉𝑜
𝐸
Xmean=A ( 𝑄 )0,8 Qe 1/6 (115) -0,633.............................................................(1) Xmean = Ukuran fragmen batuan rata-rata (cm) A
= Faktor Batuan 7 untuk batuan menengah 10 untuk batuan keras dan banyak kekar 13 untuk batuan sangat keras dan banyak kekar
Vo
= Jumlah batuan per lubang tembak (BxSxH) (m3)
Qe
= Jumlah bahan peledak ANFO
E
= RWS bahan peledak 100 untuk bahan peledak ANFO 115 untuk bahan peledak TNT
I. METODE PENELITIAN Dalam menyelesaikan permasalahan ini, penulis menggabungkan antara teori dengan data-data lapangan. Sehingga dari keduanya didapat pendekatan penyelesaian masalah. Adapun urutan pekerjaan penelitian ini yaitu : 1. Studi Literatur Dilakukan dengan mencari bahan-bahan pustaka yang menunjang diperoleh dari : a) Instansi yang terkait b) Perpustakaan c) Informasi-informasi d) Grafik dan tabel.
2. Pengambilan data Dilakukan dengan cara : a) Melakukan pengukura-pengukuran langsung di lapangan (data primer). b) Mengambil data sekunder perusahaan c) Meneliti proses peledakan yang berlangsung
d)Mencatat kejadian yang terjadi pada lokasi, fragmentasi yang dihasilkan. e) Wawancara
J.
JADWAL KEGIATAN Kegiatan penelitian ini dilaksanakan selama 2 bulan dari tanggal 4 April 2016 sampai dengan 4 Juni 2016 dengan perincian kegiatan sebagai berikut :
TABEL I JADWAL RENCANA KEGIATAN PENELITIAN DI PT. KALTIM PRIMA COAL
Jadwal Pelaksanaan No
Kegiatan
Minggu 1
1
Administrasi
dan
3
4
5
6
7
orientasi
lapangan
2
Pengumpulan referensi dan data
3
Pengolahan Data
4
Konsultasi dan Bimbingan
5
2
Penyusunan dan Pengumpulan Draft Laporan
K. PENUTUP Demikianlah proposal permohonan Penelitian Tugas Akhir yang direncanakan dilakukan di PT Kaltim Prima Coal. Besar harapan saya untuk dapat melakukan penelitian Tugas Akhir dan dapat mendapat sambutan yang baik dari pihak perusahaan. Dengan melihat keterbatasan dan kekurangan yang saya miliki, maka saya sangat mengharapkan bantuan dan dukungan baik moril maupun materil dari pihak perusahaan untuk kelancaran Penelitian Tugas Akhir ini.
8
Bantuan yang sangat saya harapkan dalam pelaksanaan Penelitian Tugas Akhir ini adalah: 1. Adanya bimbingan selama Penelitian Tugas Akhir 2. Kemudahan
dalam
mengadakan
penelitan
(akomodasi)
ataupun
pengambilan data-data yang diperlukan selama pelaksanaan Penelitian Tugas Akhir L. DAFTAR PUSTAKA BSNI., (2013), “Tata Cara Pemanfaatan Oli Bekas Untuk Campuran Amonium Nitrate dengan Fuel Oil pada Tambang Terbuka”. http:// www.scribd.com/doc/123688943/SNI-Tata-cara-pemanfaatan-oli-bekas untuk-campuran-ANFO (Diakses pada tanggal 20 Januari 2016) Fahlevi, R., (2012) Analisa Penggunaan Bahan Peledak Yang Digunakan Terhadap Getaran Yang Dihasilkan di Pit Rama PT. Arutmin Indonesia Tambang Satui. Jurnal Bahan Peledak Tambang Terbuka, 19 (2) : 8-11 Hemphil, G,B., (1981), “ Blasting Operations. USA: McGraw-Hill, Inc. Hakim, N,R., (2011) Kajian Presentase Campuran Fuel Oil Menggunakan Oli Bekas Dalam Komposisi Bahan Peledak ANFO di Pit Utara Blok North dan Central. Jurnal Pengembangan IPTEK Kebumian, 8 (2) : 4-8 Konya., Calvin, J., Edward, W. (1990), “ Surface Blast Design. New Jersey: Prentice-Hall,Inc. Mining Service, Orica. (2011). “ Safe Effisient Blast”. PT. Orica Mining Service Nirwan, K., (2012) Implementasi Blasting di Pit INUL K-West Panel 2 secara Terintegrasi untuk Mencapai Productivity dan Cost secara Optimal (Project Expand pattern dengan Analisa Kuzram). Jurnal Operasi Peledakan, 3 (4) : 10-33 Simanjuntak, M. R. A., (2013). Peran Oli Bekas Sebagai Campuran. Jurnal Ilmiah Media Engineering, 3 (1) : 65-78 Susanti, R., (2011), “ Kajian Teknis Operasi Peledakan untuk Meningkatkan Nilai Perolehan Hasil Peledakan di Tambang Batubara Kab. Kutai Kartanegara Provinsi Kalimantan Timur”, Yogyakarta, 2011 Muklishoh, I., (2008) Pengelolaan Limbah B3. Jurnal Penelitian Sains dan Teknologi, 8 (2) : 166-184
