5. RANCANGAN PELEDAKAN JENJANG
Terminologi Peledakan Jenjang
Desain Pola Peledakan pada Peledakan Jenjang
Peledakan yg memakai lubang bor vertikal atau hampir vertikal.
Lubang bor diatur dalam satu atau beberapa deretan, sejajar atau ke arah bidang bebas (free face)
Batuan bersifat sangat bervariasi & akan pecah apabila kekuatannya dilampaui
Sifat-sifat geologi batuan akan mempengaruhi "blastability batuan".
Yg perlu diamati di daerah yang akan diledakkan adalah:
jenis-jenis batuan
kondisi geologi: celah, rekahan, perlapisan dan lain sebagainya dan kondisi lapangan kerja
Kebutuhan "specific charge" (kg/bcm) memberikan keterangan tentang "blastability" suatu batuan.
Design Variables Pattern Shape
Blast Hole Charging
Timing 4
Pendekatan Teoritik
Richard L. Ash The Modern Technique of Rock Blasting
Free Face 2 2
3
1
1 Two Free Faces
Three Free Faces 1
One Free Face
6
Quality of Free Face
Videos_3,4,5,6
7
What is the burden? Burden – Distance from the explosive charge to the nearest free face
8
Burden
Fly rock & throw
Less Burden
Cratering & Fly rock
Poor Fragmentation
Excessive Burden Optimum Burden
9
R.L. Ash
Batuan standar - Bobot Isi 160 lb/ft3 (average rock).
Bahan peledak standar - Berat Jenis (SG) = 1.2 & VOD (Ve) = 12.000 fps.
KBstd = 30.
Apabila peledakan dilakukan pada batuan yang bukan standar dengan menggunakan bahan peledak yang bukan standar, maka perlu dilakukan pengaturan kembali harga KB (nisbah burden yang telah dikoreksi)
KB
= KBstd x AF1 x AF2 1 3
BP x [VOD BP ]2 Energi potensialbahan peledak yang dipakai AF1 2 Energi potensialbahan peledak standar 1.2 x [12000] 1 3
160 pcf Bobot Isi batuan standar AF2 Bobot Isi batuan yg diledakkan Batuan
1 3
1 3
Penentuan Kb Empirik Light explosives in dense rocks
KB = 20
Heavy explosives in light rocks
KB = 40
Light explosives in average rocks
KB = 25
Heavy explosives in average rocks
KB = 35
12B KB De
Burden (B) Burden adalah jarak tegak lurus antara lubang tembak dengan bidang bebas yang panjangnya tergantung pada karakteristik batuan dan massa batuan, diameter lubang, dan jenis bahan peledak. Bobot Isi BP 0,8 – 1,6 gr/cc & Bobot Isi batuan yg diledakkan 2,2 - 3,2 gr/cc
R.L. Ash - KB = 12 [B/De] B = Burden (ft) De = Diameter lubang tembak (inci) Konya (1972) - B = 0.036 x De x (e/r)1/3 B = Burden (m) De =Diameter lubang tembak pada (mm)
e = Bobot isi bahan peledak r = Bobot isi batuan
Matriks Parameter Penentu Burden Untuk Peledakan Jenjang Berta
Carr
Konya
Olofsson
X
L.Jimeno
Ash
X
Praillet
Allsman
X
Foldesi
Hino
X
Konya
Pearse
X
Ucar
Fraenkel
X
Hansen
Andersen
Diameter of blasthole or of charge
Langefors
Parameter
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Bench height Length of blasthole
X
X
X
X
Stemming
X
Subdrilling
Length of charge
X
X
Inclination of blasthole
X
Rock density
X
Compressive rock strength or equivalent indexes Rock constants or factors
X
X X
X
X
X
X
X
X
X X
X
X
X
X
Detonation velocity
X
Detonation pressure Binomial rock-explosive constant
X
X
X
X
X X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X X
X
X
Burden/spacing ratio
X
Strength of explosive
X
Loading equipment
X
X
Seismic velocity of the rock mass Density of the explosive
X
X X
Pengaruh Variasi Burden Terhadap Lingkungan
Koreksi Geologi Untuk Burden Kondisi geologi di alam menyebabkan burden pada setiap jenis batuan tidak sama. Ada kuat tarik batuan utuh & kuat tarik massa batuan yg harus diatasi. st massa batuan < st batuan utuh karena adanya rekahan, hancuran, perlapisan dan struktur lainnya. Maka diperlukan koreksi untuk persamaan burden yaitu Kd sebagai koreksi terhadap deposisi batuan & Ksg sebagai koreksi terhadap struktur geologi. Kd = 1,0 - 1,18, dan menggambarkan kemiringan lapisan. Koreksi terhadap struktur geologi dilakukan dengan memperhitungkan rekahan-rekahan alami pada batuan, kekuatan dan frekuensi joint. Ksg = 0,95 (utuh yang masif) - 1,30 (terekahkan)
Struktur ve rtikal Dinding bersih Fra gm e ntasi lantai m asa la h
fragm enta si bolder
Struktur horizontal Dinding be rpotensi rusa k Lantai bersih
Struktur be rla wana n dip Dinding be rpotensi rusa k Fra gm e ntasi lantai m asa la h Struktur sea rah dip P otensi bac k bre ak dinding rusa k Fra gm e ntasi lantai m asa la h
Struktur horizontal Dinding be rpotensi rusa k Lantai bersih
- desa in khusu ba ris be la kang - gunakan delay untuk m e naikan lem para n
tak sta bil
pote nsi longsor
Random Dinding tak stabil Lantai rusak
Ma sif Dinding be rpotensi stabil
- lubang te m ba k vertika l - m uka ke rj a vertikal lakuka n kontrak pola untuk fragm enta si lantai buruk - kurangi sub-dril a ta u powder fac tor
P otensi bolde r
Pengaruh Orientasi Kekar Terhadap Peledakan
Struktur be rla wana n dip Dinding be rpotensi rusa k Fra gm e ntasi lantai m asa la h - baris belaka ng m em batasi kerusakan - la kukan kontrak pola bila Struktur sea rah dip fragm enta si lantai buruk P otensi bac k - kurangi sub-dril a ta u bre ak dinding powder fac tor bila ada rusa k kerusakan Fra gm e ntasi lantai m asa la h - bila dip c uram , luba ng tem bak dan m uka lereng dipa ralelkan de nga n dip Random Dinding tak stabil Lantai rusak
-
peledakan presplit & trim gunakan delay y ang te pat Ma sif powder factor rendah BP gel. ke j ut re nda h Dinding BP ber-gas tinggi be rpotensi stabil Lantai baik
Batuan Ke ras - BP gelom bang kej ut tinggi - BP powder factor tinggi - kurangi wa ktu delay
- desa in khusu ba ris be la kang - gunakan delay untuk m e naikan lem para n
tak sta bil
pote nsi longsor
- baris belaka ng m em batasi kerusakan - la kukan kontrak pola bila fragm enta si lantai buruk - kurangi sub-dril a ta u powder fac tor bila ada kerusakan - bila dip c uram , luba ng tem bak dan m uka lereng dipa ralelkan de nga n dip
-
P otensi bolde r anta r lubang
peledakan presplit & trim gunakan delay y ang te pat powder factor rendah BP gel. ke j ut re nda h BP ber-gas tinggi
Batuan Ke ras - BP gelom bang kej ut tinggi - BP powder factor tinggi - kurangi wa ktu delay Batuan Lunak - BP gelom bang kej ut rendah - BP powder factor rendah - perbany ak waktu de la y - pastikan ukuran burden
Pengaruh Kekar Pada Peledakan (Dyno Nobel, 1995) Orientasi bidang diskontinuitas ke arah pit : - Ketidakmantapan lereng - Backbreak berlebih
A
Orientasi bidang diskontinuitas sejajar bidang bebas : - Lereng mantap - Arah lemparan terkontrol
C
Orientasi bidang diskontinuitas ke arah massa batuan : - Toe tidak hancur - Potensi batuan menggantung
B
Orientasi bidang diskontinuitas menyudut terhadap bidang bebas : - Muka jenjang berblok-blok D - Hancuran berlebih
Pengaruh Struktur Pada Peledakan
Faktor Koreksi Kd & Ksg Koreksi Deposisi Batuan
Kd
Bidang perlapisan curam agak miring menuju bukaan
1,18
Bidang perlapisan sedikit curam mendalam ke arah bidang
0,95
Kasus deposisi lainnya
1,00 Koreksi Struktur Geologi
Ksg
Batuan banyak terekahkan, banyak bidang lemah, tingkat sementasi lapisan lemah
1,30
Lapisan batuan dengan tingkat sementasi kuat dan tipis dengan rekahan halus
1,10
Batuan masif utuh
0,95
B’ = Kd x Ksg x B
Arah Peledakan vs Orientasi Kekar (Nitro Nobel, 1985) No
Parameter
Searah Dip
Berlawanan Dip
Searah Strike
Berlawanan Strike
1.
Back break
Lebih banyak
Lebih sedikit
Tidak menentu
Lebih banyak
2.
Lantai tambang
Lebih rata / halus
Lebih kasar
Lebih kasar
Lebih kasar
3.
Pergerakan batuan dari face
Lebih besar
Lebih kecil
Lebih kecil
Lebih besar
4.
Penggunaan energi peledakan
Lebih Baik
Lebih kecil
Kurang
Kurang
5.
Kondisi permukaan kerja
Menguntung Kan
Tidak menguntungkan
Tidak menguntungkan
Kurang Menguntungkan
Daerah Pengaruh Energi Lubang Tembak
Square pattern
S=B
Square staggered pattern
S=B
Slighty rectangular staggered pattern
S = 1,15 B
Rectangular staggered pattern
S = 1,5 B
Square pattern Burden = spasinya. Posisi lubang tembak pada baris berikutnya berada tepat sejajar di belakang lubang tembak pada baris di depannya. Rectangular pattern Spasi > burden. Dalam penerapannya di lapangan, pola ini memiliki jarak spasi maksimal sebesar dua kali jarak burden. Staggered Pattern Posisi lubang tembak pada baris berikutnya berada di tengah spasi baris di depannya. Keuntungan menghasilkan distribusi energi peledakan lebih baik & cenderung memberikan keseragaman fragmentasi. Mampu memberikan ukuran fragmentasi yg optimal pada spasi = 1,15 burden. Pola square juga dapat diperoleh efek staggered pattern dgn mengatur pola penyalaan sedemikian hingga diperoleh sistem penyalaan selang seling.
Diameter Lubang Tembak
Tinggi jenjang
Tingkat produksi
Jenis alat bor
Fragmentasi batuan
Dampak terhadap lingkungan (GV, air blast, fly rock)
Ekonomi peledakan.
Reduced collar rock with smaller diameter blastholes
Kedalaman Lubang Tembak (H) H > burden untuk menghindari terjadinya overbreak. Kh = H/B Kh = 1,5 – 4,0.
Bench Height Equipment Geology Burden Stiffness = Bench height ÷ Burden
B
H
Burden Stiffness > 2
B
H
Burden Stiffness < 2 • Difficult to break
Show videos 9 and 4 24
Pengaruh Stiffness Ratio (Konya, 1990) Stifness Ratio (H/B)
Fragmentasi
Air Blast
Fly Rock
Vibrasi tanah
Keterangan
1
Buruk
Berpotensi
Berpotensi
Berpotensi
Potensi terjadinya back break dan toe. Harus dihindari dan dirancang ulang
2
Sedang
Sedang
Sedang
Sedang
Sebaiknya dirancang ulang
3
Baik
Baik
Baik
Baik
Terkontrol dan fragmentasi memuaskan
Sangat baik
Tidak menambah keuntungan bila stifness ratio dinaikkan lebih dari 4
4
Sangat baik
Sangat baik
Sangat baik
Pengaruh Kemiringan Lubang Tembak Pada Collar & Overbreak
Bising, Airblast & Flyrock Disebabkan a) Burden Atas: b) Burden Kaki
Offset Offset +
Lubang Tegak vs Lubang Miring No
Parameter
Bor Tegak
Bor Miring
1
Gerakan bit
Lebih cepat
Lebih lambat
2
Keausan pada bor
Lebih kecil
Lebih besar
3
Back break
Lebih banyak
Lebih sedikit
4
Fragmentasi
Cenderung besar
Lebih baik
5
Kondisi lantai tambang
Toe sering terjadi
Mengurangi timbulnya toe
6
Fly rock
Lebih kecil
Lebih besar
7
Pengisian bahan peledak
Lebih mudah
Lebih sulit
8
Pelemparan batuan
Lebih dekat
Lebih jauh
Hubungan Kedalaman Lubang Tembak – Tinggi Jenjang & Diameter Dia lubang tembak (mm)
65 89 150
200 250 311
Produksi rata-rata per-jam (bcm/jam) Batuan cukup lunak < 120 MPa
Batuan sangat kuat > 120 MPa
190 250 550
60 110 270
Batuan lunak < 70 MPa
Batuan cukup kuat 70-180 MPa
Batuan kuat > 180 MPa
600 1200 2050
150 300 625
50 125 270
Tinggi jenjnag H - (m)
Dia lubang tembak D - (mm)
Rekomendasi alat muat
8-10 10-15
65-90 100-150
Front end loader Hydraulic or rope shovel
Tipikal Parameter Lubang Tembak Dia - mm
L-m
H-m
B-m
S-m
T-m
ANFO - kg
PF - kg/m3
76
5.0
5.8
2.3
2.6
1.9
14.2
0.47
76
7.0
7.8
2.3
2.5
1.9
21.4
0.53
76
9.0
9.8
2.3
2.6
1.9
28.7
0.53
76
11.0
11.8
2.3
2.6
1.9
35.9
0.55
76
13.0
13.8
2.3
2.6
1.9
43.2
0.56
76
15.0
15.8
2.3
2.6
1.9
50.4
0.56
89
5.0
5.9
2.7
3.1
2.2
18.4
0.44
89
7.0
7.9
2.7
3.1
2.2
28.4
0.48
89
9.0
9.9
2.7
3.1
2.2
38.3
0.51
89
11.0
11.9
2.7
3.1
2.2
48.3
0.52
89
13.0
13.9
2.7
3.1
2.2
58.2
0.53
89
15.0
15.9
2.7
3.1
2.2
68.2
0.54
89
17.0
17.9
2.7
3.1
2.2
78.1
0.55
102
5.0
6.0
3.1
3.5
2.6
22.2
0.41
102
7.0
8.0
3.1
3.5
2.6
35.3
0.46
102
9.0
10.0
3.1
3.5
2.6
48.4
0.50
102
11.0
12.0
3.1
3.5
2.6
61.4
0.51
102
13.0
14.0
3.1
3.5
2.6
74.5
0.53
Tipikal Parameter Lubang Tembak Dia - mm
L-m
H-m
B-m
S-m
T-m
ANFO - kg
PF - kg/m3
102
15.0
16.0
3.1
3.5
2.6
87.6
0.54
102
17.0
18.0
3.1
3.5
2.6
100.7
0.55
102
19.0
20.0
3.1
3.5
2.6
113.7
0.55
102
21.0
22.0
3.1
3.5
2.6
126.8
0.56
165
9.0
10.7
5.0
5.7
4.1
112.9
0.44
165
11.0
12.7
5.0
5.7
4.1
147.1
0.47
165
13.0
14.7
5.0
5.7
4.1
181.3
0.49
165
15.0
16.7
5.0
5.7
4.1
215.5
0.50
165
17.0
18.7
5.0
5.7
4.1
249.7
0.52
165
19.0
20.7
5.0
5.7
4.1
284.0
0.52
165
21.0
22.7
5.0
5.7
4.1
318.2
0.53
200
13.0
15.0
6.0
6.9
5.0
251.3
0.47
200
15.0
17.0
6.0
6.9
5.0
301.6
0.49
200
17.0
19.0
6.0
6.9
5.0
351.9
0.50
200
19.0
21.0
6.0
6.9
5.0
351.9
0.45
200
21.0
23.0
6.0
6.9
5.0
452.4
0.52
Skematik Susunan Lubang Tembak Delay
Delay
NONEL Starter
Stemming
ANFO Bulk Explosive
Lobang Tembak (OB) O / 9"
Stemming Drill Cutting
NONEL Detonator Down Hole Delay 500 ms
Lobang kering
Nonel Tube
Isi :1. ANFO 94% Ammonium Nitrate Prilled 6% Fuel Oil (solar) 2. Heavy Anfo 30% Emulsion matrix 70% Anfo
Lobang Basah Isi :
Titan Black 50% Emulsion matrix 50% ANFO
Detonator Booster 400 gram
Primer HDP 400 gram
Pola Lubang Tembak – Burden - Spasi
Pola Control Row & Echelon Control Row
Free Face
Echelon Row
Trunk line delay
Starter Lead in Line
Down the hole delay
HDP 400 gr
Subdrilling (J) Lubang tembak yang dibor sampai melebihi batas lantai jenjang bagian bawah Kj (subdrilling ratio) ≥ 0,2 & untuk batuan masif Kj = 0,3
Lubang bor miring perlu KJ lebih kecil. Kj = J/B J = Subdrilling (ft) Pada peledakan lapisan penutup diatas lapisan batubara tidak diperlukan subdrilling, tetapi justru harus diberi jarak antara ujung lubang tembak dgn lapisan batubara yg disebut dgn standoff, maksudnya untuk menghindari penghancuran batubara akibat peledakan & diharapkan batubara yg tergali akan bersih.
Variasi Subdrilling Terhadap Kinerja Peledakan
Variasi Subdrilling Terhadap Kinerja Peledakan
Stemming - Pemampat (T)
Stemming = collar, bagian lubang tembak bagian atas yg tidak diisi BP, tapi diisi oleh material hasil pemboran & kerikil yg dipadatkan & berfungsi sebagai pemampat & menentukan "stress balance" dalam lubang bor.
Untuk memampatkan gas-gas peledakan agar tidak keluar terlalu dini melalui lubang tembak sehingga gas-gas peledakan tersebut terlebih dahulu dapat mengekspansi rekahan-rekahan pada batuan yang disebabkan gelombang kejut.
Untuk mendapatkan "stress balance" → T = B.
Pada batuan kompak, jika KT < 1 terjadi "cratering" atau "back breaks", terutama pada "collar priming"
Kt = T/B = 0,7 B nilai ini cukup untuk mengontrol air blast & fly rock.
Karakteristik Material Stemming
Drill cuttings – sangat umum digunakan – dapat dimampatkan
Batu belah – menghasilkan lebih baik fragmentasi – tapi tidak boleh dimampatkankan karena runcing & dapat memotong NONEL atau kabel detonator elektrik atau merusak sumbu ledak
Stemming ideal – relatif halus & seragam, closely sized stone that will
pack tightly in the hole
Diameter lubang
1½ in holes 2 - 3 ½ in holes 4 – 5 in holes
> 5 in holes
Ukuran fragment 3/8
in minus chips
3/8
- ½ in chips
5/8
in chips
¾ in chips
Pengaruh Stemming Pada Kinerja Peledakan
Spasi (S)
KS = S/B
Jarak antar lubang tembak dalam satu baris & diukur sejajar dgn bidang bebas.
Spasi tergantung pada burden, kedalaman lubang tembak, letak primer, delay & arah umum struktur batuan.
Konya (1968): nisbah spasi tergantung pada waktu penyalaan peledakan & perbandingan burden (B) dgn tinggi jenjang (L).
Bila lubang-lubang bor dlm satu baris diledakkan secara sequence delay → KS = 1, S = B.
Bila lubang-lubang bor dlm satu baris diledakkan secara simultan, → KS = 2, S = 2B.
Bila multiple row lubang-lubang bor dalam satu baris diledakkan secara sequence delay, lubang-lubang bor dalam arah lateral dari baris yang berlainan diledakkan secara simultan → pola pemborannya harus dibuat square arrangement.
Bila suatu multiple rows lubang-lubang bor dalam satu baris diledakkan secara simultan, tetapi antara baris yg satu dgn yg lainnya beruntun, → harus digunakan pola staggered.
Penentuan Spasi Menurut Konya (Konya, 1968) Sistem penyalaan
Stiffness ratio L/B < 4
Stiffness ratio L/B 4
Serentak
S = ( L + 2B )/3
S = 2B
Tunda
S = ( L + 7B )/8
S = 1,4B
Penentuan Spasi Menurut RL Ash Waktu tunda
Ks
Long interval delay
1
Short period delay
1–2
Normal
1,2 – 1,8
Tahapan Inisiasi & Waktu Tunda Pola penyalaan adalah suatu urutan waktu peledakan antara lubang bor dalam satu baris dan antara baris yang satu dengan yg lainnya. Pola penyalaan beruntun dalam satu baris Pola penyalaan serentak dalam satu baris tetapi beruntun antara baris satu dengan baris lainnya Tr
= TR x B
Tr = waktu tunda antar baris (ms)
TR = waktu konstanta antar baris.
B = burden (m).
Koreksi Waktu Tunda Tipe Batuan
TH Konstan (ms/m)
Batu pasir, marls, batubara, lempung
5,7 – 6,6
Batu gamping, salt, shales
4,7 – 5,7
Batu gamping kompak, marmer, granit, kuarsa, gneiss, dan gabro
3,8 – 4,7
Diabas, diabas porphirite, gneiss kompak dan magnetit
2,8 – 3,8
TR Konstanta (ms/m) 6,25
Hasil – Konya (1990) Air blast berlebih, backbreak
6,25 – 9,4
Muckpile tinggi menutupi face, airblast cukup, backbreak
9,4 – 12,5
Tinggi muckpile sedang, airblast dan backbreak sedang
12,5 – 18,8
Rockpile tersebar dengan bacbreak minimum
Pengaruh Waktu Tunda Terhadap Kondisi Tumpukan material terlempar kembali ke jenjang
backbreak berlebih
rapat kompak
material lepas tersebar
rapat
sukar digali fragmentasi buruk
Interval tunda antar baris < 6 ms/m dari burden
Interval tunda antar baris 6
Interval tunda antar baris lama (12-30 ms/m dari burden), material lepas yg tersebar memudahkan excavator utk operasi post blasting
Fungsi Delay Dalam Lemparan
Insufficient delay between rows
Perfect delay between rows
Stemtite
Alat bantu pemampat untuk menjalankan fungsinya sebagai penyumbat atau penyangga energi peledakan. Terbuat dari high impact polystyrene dgn kuat tekan 103,4 MPa berbentuk kerucut berdiameter beragam. Diameter stemtite yg dipilih disesuaikan dgn diameter lubang tembak yg digunakan. Beberapa lubang tembakdi PT. KPC menggunakan stemtite dgn ukuran 200,025 mm & 228,6 mm.
Pemasangan Stemtite
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
Lakukan pengisian pemampat yang berasal dari cuttings di atas kolom isian bahan peledak setinggi 1,5 kali diameter lubang tembak. Hal ini dimaksudkan untuk melindungi stemtite dari gas yang sangat panas pada saat peledakan. Masukkan stemtite ke dalam lubang tembak dengan menggunakan tongkat dan menempatkan stemtite tersebut pada dudukan yang tepat Timbun stemtite dengan material pemampat Lepaskan tongkat dari stemtitenya secara perlahan hingga stemtite tertinggal di dalam material pemampat Lanjutkan pengisian pemampat ke dalam lubang tembak hingga mencapai permukaan
Powder Factor
PF - bilangan untuk menyatakan jumlah material yg diledakkan atau dibongkar oleh sejumlah tertentu bahan peledak; dapat dinyatakan dalam ton/lb atau lb/ton.
PF dipengaruhi oleh pola peledakan dan free face
Untuk menghitung PF harus diketahui luas daerah yang diledakkan (A), tinggi jenjang (L), panjang muatan dari sebuah lubang tembak (PC), loading density (de) dan material density ratio (dr).
dr = 0,0312 (SG)
(ton/cuft)
W = AL (dr)
(ton)
E = (de) (PC) N
(lb)
PF= W/E
( ton/lb)
W = batuan atau material yang diledakkan (ton)
N = jumlah lubang bor
Dalam kenyataan di lapangan harga W didapat dari pengukuran sebelum peledakan dan pengukuran setelah hasil ledakan habis terangkut
Powder Factor Peledakan Beberapa Jenis Batuan (Bandhari, 1997) No.
Batuan
PF - kg/m3
1
Fat soft clay, heavy clay, morainic clay, slate clay, heavy loam, coarse grit
0,3 - 0,5
2
Marl, brown coal, gypsum, tuff, pumice stone, anthracite, soft limestone, diatomite
0,35 - 0,55
3
Clayey sandstone, conglomerate, hard clay shale, marly limestone, anhydrite, micaceous shale
0,45 - 0,6
4
Granites, gneisses, synites, limestone, sandstone, siderite, magnesite, dolomite, marble
0,6 - 0,7
5
Coarse-grained granite, serpentine, audisite and basalt, weathered gneiss, trachyte
0,7 - 0,75
6
Hard gneiss, diabase, porphyrite, trachyte, granite-gneiss, diorite, quartz
0,85
7
Andesite, basalt, hornfels, hard diabase, diorite, gabbro, gabbro diabase
0,9
Volume Setara Volume setara (equivalent volume = VEq) adalah suatu angka yang menyatakan setiap meter atau feet pemboran setara dengan sejumlah volume atau berat tertentu material/batuan yang diledakkan, dinyatakan dalam m3 per meter, cuft per ft atau ton per m, ton/ft. VEq sangat berguna untuk menaksir kemampuan dari alat bor yang dipergunakan untuk pembuatan lubang tembak. Harga VEq sangat tergantung pada pola peledakan yang dipakai. Dalam pekerjaan tambang salah satu faktor yang mempengaruhi pola peledakan adalah ukuran alat muat dan sistem pemuatan.
Parallel approach Frontal approach:
corner cut atau side cut box cut atau through cut
Soal Bench Blasting Volume 10E6 bcm/ 2 shift
r = 2.2 ton/bcm Tinggi jenjang 15 m f = 8 inci BP ANFO – ANFO = 0.95 ton/bcm; VOD = 11100 m/detik Peledakan 3 baris box cut Tentukan: Geometri peledakan secara teoritik N lubang tembak Jumlah ANFO per lubang Jumlah BP total/lubang bila digunakan primer = 2.5% total ANFO/lubang (Primer = 1.2 ton/bcm; VOD = 6000 m/detik) Energi per lubang tembak
Soal Bench Blasting Volume 15E6 bcm/ 2 shift r = 2.6 ton/bcm Tinggi jenjang 15 m f = 6 inci BP ANFO – ANFO = 0.95 ton/bcm; VOD = 11100 m/detik Peledakan 4 baris box cut Tentukan: Geometri peledakan secara teoritik N lubang tembak Jumlah ANFO per lubang Jumlah BP total/lubang bila digunakan primer = 2.5% total ANFO/lubang (Primer = 1.2 ton/bcm; VOD = 6000 m/detik) Tentukan pola penyalaan (TLD 76 ms + 109 ms) satu lubang tembak per delay
Contoh Perhitungan RL Ash Suatu peledakan batu kapur direncanakan kurang lebih 2000 ton per hari, bobot isi (density) = 168 lb/cu ft. 1. Kondisi a.
KT
= 0,7 ; KJ = 0,3 ; KS = 1
L
= 20 ft dan dr = 0.084 ton/cu ft
b.
E1
= Extra 60 % dynamite, SG = 1,28 ; Ve = 12.200 fps
c.
E2
= Field-mixed AN-FO, 94/6, SG = 0,85; Ve = 11.100 fps
d.
Diameter lubang tembak 3 inci Kompresor dengan 500 cfm Kecepatan rata-rata pemboran 400 ft per 8 jam/gilir.
KB = KBstd x AF1 x AF2 = 30 x
1.28 1.20
1 1 3 2 x (12.200) 160 3 x (12.000)2 168
KB = 30,5
1 KB = 12 B De B1 =
KB De = 13,5 x 3 = 7.625 ~ 8 ft 12 12
T1 = JT = H1 = PC1 =
KT B1 = 0,7 x 8 ~ 5,5 ft KJ B1 = 0,3 x 8 ~ 2,5 ft L + J1 = 20 + 2,5 = 22,5 ft H1 - T1 = 22,5 - 5,5 = 17 ft
Fragmentasi yang diinginkan adalah kecil, KS = 1,25 ; S1 = 1,25 x 8 = 10 ft Jadi pola yang dipakai adalah 8 x 10 ft.
Volume batuan
= AxL = (2B) x Pj x L
Pj
=
berat batuan W dr
=
W 2.250 = 84 ft = (12B) x L x Dr 16 x 20 x 0,084
maka,
Jumlah lubang tembak N1
N1
(P - 2B) j + 2 x 2 = S
N1
=
(84 - (2 x 8)
10
+ 2 x 2 = 17,6 = 18 lubang bor
Pj1 (yang telah dikoreksi) = (2B) + (7 x s) = 16 + 70 = 86 ft W1
= A x L x dr = Pj1 x (2 B) x L x dr = (86 x 16) x 20 x 0,084 = 2.312 ton
de1
=
π De2 x SG x 62,4 4 x 144
= 3,9 lb/ft E1
= de1 x (PC1) x N1 = 3,9 x 17 x 18 = 1.193,4lb
Pf1
W 1 = E 1 =
2.312 = 1,94 ton/lb 1.193,4
Total kedalaman pemboran = N1 x H1 = 18 x 22,5 = 405 ft
Pola yang akan dipakai 6,5 x 8 ft, 2 baris, "corner cut". Volume batuan yang akan diledakkan = A x L = (2B) x Pj x L = W/dr
W Pj = (2B) x L x dr
=
2.250 = 103 ft 13 x 20 x 0,084
Jumlah lubang tembak N2 N2 = N2 =
(P - 2B) j 2 x2 S (103 - 13) 2 x2 8
= 14 x 2 = 28 buah
Pj2 = (2B) + (12 S) Pj2 W2 W2
= = = =
(2 x 6,5) + (12 x 8) 13 + 96 = 109 ft A x L dr = W x Pj x L x dr 109 x 13 x 20 x 0,084 = 2.380 ton 2 de2 = D x SG x 62,4 4 x 144 2 de2 = 3,14 x 3 x 0,85 x 62,4 4 x 144
de2 = 2,60 lb/ft E2 = de2 x (PC2) x N2 E2 = 2,6 x 17,5 x 28 = 1.274lb W Pf2 = 2 E 2 Pf2 = 2.380 = 1,87 ton/lb 1.274 Total kedalaman pemboran
= N2 x H2 = 28 x 22 = 616 ft
Urutan Penyalaan
Tujuan Penggalian dan pemberaian – fungsi peralatan penggaliant Cast % Kehilangan dan kerusakan Stabilitas lereng Vibrations & kebisingan
Ketersediaan bidang bebas Geometri peledakan Orientation of structure Ketersediaan delay detonators
60
Urutan Penyalaan – Baris per Baris Free face Good forward movement and low profile (Cast blasts) Fragmentation? Can be slabby Soft and friable rocks
Higher Vibrations
109ms
Cord 61
Urutan Penyalaan V Free face Restricted forward movement High muckpile profile Good fragmentation Increase Damage at Base of V 42ms
176ms
176ms
42ms 62
Urutan Penyalaan – Echelon More free faces Side movement Fragmentation Simple
109ms
42ms
176ms 42ms
63
176ms
Choke Blast
Blasted muckpile
Top free face Good for box cut Restricted forward movement
Top movement and heave Damage?
67ms
64
Centre Lift Patterns
Top free face Good for box cut Restricted forward movement Top movement Big heave Damage? 109ms
42ms
109ms
42ms
65
Centre Lift Patterns
176ms
Modified timing: 76ms control 42ms echelon 176 into corners
42ms
109ms
67ms
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
Merancang Fragmentasi Peledakan Batuan – Kuz Ram Tingkat fragmentasi batuan yang diinginkan dapat diperoleh dari percobaan peledakan di lapangan dengan mengevaluasi perubahan variabel-variabel peledakan. Variabel tersebut adalah sifat-sifat batuan, pola peledakan, dan jumlah pengisian bahan peledak. Sebuah model yang banyak dipakai oleh para ahli untuk memperkirakan fragmentasi
hasil peledakan adalah model Kuz-Ram. Kuznetsov (1973) telah melakukan penelitian untuk mengukur fragmentasi, yang hasilnya dikenal dengan persamaan Kuznetsov:
V X A 0 Q
0,8
Q1/6
X - Rata-rata ukuran fragmen, cm
A - Faktor batuan, diperoleh dari pembobotan batuan berdasarkan nilai blasting index (Lilly, 1986) yang merupakan fungsi dari deskripsi massa batuan, jarak antar kekar, orientasi kekar, berat jenis batuan, dan kekerasan Mohs.
V0 - Volume batuan pecah per lubang tembak, Vo = B x S x Hjenjang
Q - Jumlah bahan peledak TNT (kg) pada setiap lubang tembak
Qe - massa bahan peledak per lubang tembak
E : Relatif weight strength bahan peledak, ANFO = 100, TNT = 115
Qe x E = Q x 115
V0 X A Qe
0,8
1/6
Q
1/6 e
E 115
E 115
0,8
V0 3 k kebalikan Powder Factor/Spe cific Charge kg/m Qe
X A k
0,8
19/30
Q
1/6 e
115 E
Untuk menentukan fragmentasi batuan hasil peledakan digunakan persamaan Rosin-Rammlel yaitu:
Re
x xc
n
x Xc 1/n 0,693 B W A 1 L n 2,2 14 1 1 d B 2 H
R - material yang tidak lolos ayakan ukuran x X - ukuran ayakan (cm) menjadi Xc jika R = 0,5 n - index of uniformity B - burden (m) d - diameter lubang (mm) W - standar deviasi dari keakuratan pengeboran (m) A - rasio spasi/ burden L - panjang muatan/kedalaman lubang tembak (m) H - tinggi jenjang (m) n - menaik 10% jika pola pengeboran lubang tembaknya staggered (indek keseragaman, sehingga semakin besar nilai n fragmentasi akan semakin seragam
Klasifikasi Kualitas & RQD Batuan (Terzaghi, 1946) No.
Kondisi Batuan
RQD (%)
1.
Hard and Intact
95 – 100
2.
Hard stratified or Schistose
90 – 99
3.
Massive moderately jointed
85 – 95
4.
Moderately blocky and seamy
75 – 85
5.
Very blocky and seamy
30 – 75
6.
Crushed but chemically intact
3 – 30
7.
Sand and gravel
0–3
Koreksi Jarak Kekar & Orientasi Kekar Joint Spacing
Close ( < 0,1 meter )
Intermediate (0,1–1m)
Wide ( > 1 meter )
Bobot
10
20
50
Joint Orientation
Horizontal
Dip Out of Face
Strike Normal to Face
Dip Into Face
Bobot
10
20
30
40
Skala Kekerasan Mohs
Mineral
% volume
Kekerasan Mohs
%V x Moh
Plagioklas
20.2
1.5
30.30
Kuarsa
26.8
7.0
187.60
Fragmen Batuan
23.4
4.2
98.28
Karbonat
5.6
3.5
19.60
Mika
9.2
2.5
23.00
Mineral Lempung
12.5
2.5
31.25
Mineral Bijih
2.3
2.5
5.75
jumlah
100
395.78
Kekerasan batuan = {[Σ (% volume x kekerasan)] / (Σ% volume)} = 3.96
Parameter Klasifikasi dan Pembobotan Batuan (Lily, 1986) Parameter Pembobotan untuk Blasting Index Parameter
Parameter Pembobotan untuk Blasting Index Bobot
1.Rock Mass description ( RMD )
Parameter
Bobot
1.Rock Mass description ( RMD )
1.1 Powdery / Friable
10
1.2 Blocky
20
SGI = 25 x SG – 50
1.3 Totally Massive
50
SG
2,65
30
SGI
16,25
Dipilih 2. Joint plane spacing ( JPS )
4. Specific Gravity Influence (SGI)
5. Hardness (H)
2.1 close ( < 0.1m )
10
Rating of 1-10
2.2 Intermediate ( 0.1 - 1m )
20
Dipilih
2.3 Wide ( > 1m )
50
Blasting Index (BI) = 0,5x(RMD+JPS+JPO+SGI+H)
50
Sehingga, BI = 62,6
Dipilih 3. Joint plane Orientation ( JPO )
Rock Factor = BI x 0,15
3.1 Horizontal
10
3.2 Dip out of Face
20
3.3 Strike Normal to Face
30
3.4 Dip into Face
40
Dipilih
25
Sehingga, RF = 9,39
3,95
Contoh Prosedur Penyelidikan Fragmentasi Batuan Hasil Peledakan Pengamatan Lokasi Peledakan
Menentukan Selang fragmentasi standard : 40 cm, 41–80 cm, 81–120 cm, 120 cm
Membagi lokasi pengamatan dengan kotak berukuran 10m x 10m
Bentangkan tali pada kotak tersebut selang 1 m & hitung jumlah fragmentasinya
Hitung prosentase fragmentasi pada setiap kotak
Hitung prosentase fragmentasi rata-rata pada daerah pengamatan dengan membagi jumlah prosentase fragmentasi pada setiap kotak terhadap jumlah kotak yang diambil.
Pengukuran Fragmentasi Hasil Peledakan Dengan Menggunakan Program Split Desktop
Pengukuran fragmentasi menggunakan program Split Desktop dilakukan dengan menganalisis gambar foto digital fragmentasi batuan yang diambil di lapangan.
Proses analisis foto digital hasil program Split Desktop dibantu dengan metode Single dan Dual Method Object.
Gambar-gambar tersebut selanjutnya diproses dengan Program Split Desktop dan hasilnya berupa grafik hubungan persen kumulatif material yang lolos (cumulative percent passing) dengan ukuran fragmentasi (mm) pada:
Persen lolos (passing) kumulatif 20 %
Persen lolos (passing) kumulatif 50 %
Persen lolos (passing) kumulatif 80 %
Top size
Kurva Distribusi Ukuran Batu Pecah Hasil Peledakan
(a) (b)
Single Objec t
Dual Objec t
Contoh Pengambilan Foto Dengan Metode Single Object Contoh Pengambilan Foto Dengan Metode Dual Object
Perkiraan Fragmentasi Dengan Model Kuz-Ram. Kasus-1 Hasil perhitungan persamaan Kuz-Ram dengan RF = 9,39 Geometri peledakan:
Diameter lubang tembak - d Burden - B Spasi - S Kedalaman lubang tembak - L Stemming - T Panjang kolom isian (PC) Bahan peledak per hole Powder Factor
: 3,5 inci :4m :5m : 5,6 m :2m : 3,6 m : 18,4 kg : 0,2 kg/bcm
Fragmentasi - Xrata-rata : 59.56 cm
< 40 cm
41-80 cm
81-120 cm
>120 cm
35,9%
25,9%
16,2%
22,0%
Distribusi Fragmentasi Aktual Lapangan. Kasus-1 Distribusi Fragmentasi ( % ) Pengamatan
<41 cm
40-80cm
81-120cm
>120cm
1
41
30
11
18
2
32
32
18
18
3
44
30
12
14
4
59
21
12
8
5
60
21
12
7
6
48
22
18
12
7
56
17
11
16
8
35
28
17
20
9
50
32
12
6
10
41
23
15
21
11
44
31
15
10
12
38
33
20
9
Rata-rata
37.90%
26.70%
17.40%
18.00%
Perbandingan Distribusi Fragmentasi Lapangan vs Model Kuz-Ram. Kasus-1 Kuz-Ram
Pengamatan lapangan
D = 3,5 inci, (4mx4m)
D = 3,5 inci (4mx4m)
<41 cm
35,9%
37,9%
41 – 80 cm
25,9%
26,7%
81 – 120 cm
16,2%
17,4%
>120 cm
22,0%
18,0%
Ukuran
Perbandingan Distribusi Fragmentasi Pengamatan vs Perkiraan. Kasus-1 Perkiraan Kuz-Ram
Pengamatan lapangan
Distribusi fragmentasi (%)
40 35 30 25 20 15 10 5 0 <40
41-80
81-120
ukuran (cm)
>120
Contoh Distribusi Fragmentasi Hasil Peledakan Batuan. Kasus-2 SPLIT No
Blok Peledakan
P20 (mm)
P50 (mm)
P80 (mm)
Top Size (mm)
19
060018-1
43.9
103.2
189.2
388.3
20
105014-1
41.7
100.7
180.8
338.1
21
105014-2
37.1
77.9
136.5
340.9
22
105014-3
29.9
72.6
143.6
346.8
23
105017-1
64.3
141.9
272.2
497.3
24
105017-2
76.4
139.7
232.8
371.2
25
105019-1
35.7
90.9
164
288.3
26
105019-2
27.2
64.4
128.1
412.7
27
105019-3
27.1
69.2
147.1
285.7
28
105019-4
66
133.8
220.2
353.4
29
105019-5
62.6
154
307
534.8
30
105019-6
33.9
87.6
171.6
317.4
45.48
102.99
191.09
372.91
Rata-rata
Rekapitulasi Prediksi Kuz-Ram Tiap Blok Peledakan. Kasus-2 No
Blok Peledakan
19
Persen Fragmentasi
0-25(cm)
>25-50(cm)
>50-75(cm)
>75(cm)
060018-1
67.61
24.68
6.12
1.59
20
105014-1
73.98
21.33
3.98
0.71
21
105014-2
67.35
24.8
6.22
1.64
22
105014-3
57.76
28.14
9.89
4.21
23
105017-1
67.14
24.89
6.29
1.67
24
105017-2
67.35
24.8
6.22
1.64
25
105019-1
56.89
28.34
10.23
4.54
26
105019-2
56.79
28.36
10.27
4.58
27
105019-3
56.66
28.39
10.32
4.63
28
105019-4
56.31
28.47
10.46
4.77
29
105019-5
56.89
28.34
10.23
4.54
30
105019-6
56.79
28.36
10.27
4.58
61.79
26.58
8.38
3.26
Prosentase (%)
Distribusi Fragmentasi Hasil Pengukuran Split Desktop vs Prediksi Kuz-Ram. Kasus-2 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0-25(cm)
>25-50(cm)
>50-75(cm)
>75(cm)
Selang ukuran (cm) Prediksi Kuz Ram
Pengukuran Split Desktop
Contoh Perhitungan Langefors Bmax =
p.s d 33 C . f. S/B
Bmax= burden maksimum (m) d p s
= = = = =
diameter lubang tembak (mm) packing degree (loading density, kg/liter) "weight strength" bahan peledak (EMULITE 0,95) C "rock constant" C C + 0,05 untuk Bmax 1,4 - 15,0 m f = "degree of fixation", 1,0 untuk lubang vertikal 0,9 untuk lubang miring 3 : 1 S/B = nisbah "spacing" dengan "burden"
Bmax Bmax Bmax
= 1,47 lb = 1,45lb = 1,36lb
untuk Dynamex M untuk Emulite 150 untuk ANFO
lb = charge concentration (kg/m) BP di dasar lubang tembak Kemiringan lubang = 3 : 1 Rock constant = 0,4 Tinggi jenjang = K > 2 Bmax.
Perhitungan Muatan BP
Bahan peledak
Emulite 150 Dynamex M
ANFO
Packaging degree
95%
90%
100%
Bobot isi (kg/liter)
1,15
1,25
0,8
Rock constant - C
0,4
0,4
0,4
Kemiringan lubang
3,1
3,1
3,1
Tinggi Jenjang K > 2 Bmax
Bmax dihitung dengan rumus Langefors : Dynamex M Bmax = 1,47lb x R1 x R2 Emulite 150 Bmax = 1,45lb x R1 x R2 ANFO Bmax = 1,36lb x R1 x R2 dimana : lb = "charge concentration", kg/m R1 = koreksi untuk kemiringan lubang 3 : 1 R2 = koreksi "rock constant" untuk harga c 0,4
Menentukan "charge concentration" (l b)
lb = 7,85 d2 x P dimana : d = diameter lubang tembak P = "packaging degree", kg/liter KONSENTRASI MUATAN BAHAN PELEDAK
Diameter lubang tembak (mm)
51
64
76
89
102
127
152
ANFO (Kg/m)
1,6
2,6
3,6
5,0
6,5
10,1
14,5
Emulite 150
2,3
3,7
5,0
7,1
9,3
-
-
Bulk emulite
2,4
3,9
5,3
7,5
9,9
15,3
21,9
Dynamex M (memakai pneumatic machine)
2,6
4,0
5,6
7,8
10,2
-
-
Diameter lubang tembak (mm)
Jenis Bahan Peledak
27
Emulite 150
28
0,66
29
30
0,76 0,71
Dinamex M
1,69
32
0,87 0,81
0,79 0,74
31
33
34
0,98 0,92
0,91 0,85
35 1,11
1,04 1,03
0,96
36
37 1,24
1,17 1,16
1,09
Vertikal
10,1
5,1
3,1
2,1
1,1
R1
0,95
0,96
0,98
1,00
1,03
1,10
3. Koreksi Bmax untuk bermacam-macam "rock constant" C 0,3
0,4
0,5
R2
1,15
1,00
0,90
1,37
1,29 1,22
Kemiringan
39
1,30
2. Korelasi dari Bmax untuk bermacam-macam kemiringan
C
38
1,43 1,36
Subdrilling Subdrilling U = 0,3 Bmax (paling sedikit 10 x d) - m Kedalaman lubang tembak
Kedalaman lubang tembak = tinggi jenjang + subdrilling + 5 cm/m dari kedalaman lubang tembak apabila kemiringan 3 : 1.
H = K + V 0,05 (K + V) H = 1,05 (K + V)
Kemiringan lubang tembak akan menghasilkan sudut peledakan yang menguntungkan, sehingga panjang "subdrilling" dapat dikurangi.
(m)
Kesalahan Pemboran collaring error = d (mm) alignment error = 0,03 m/m kedalaman lubang tembak E = d + 0,03 x H (m) 100
Pratical Burden B = Bmax - E (m)
Pratical Spacing S = 1,25 x B
(m)
Apabila nisbah S/B dirubah sedangkan specific drilling atau specific charge tidak dirubah maka : S/B > 1,25, fragmentasi kecil S/B < 1,25, fragmentasi besar Specific drilling adalah pemboran yang diperlukan untuk meledakkan 1 meter kubik batuan (kebalikan "equivalent volume"). nH n xBxSxK nH b= W xBxK
b=
yang terbatas, W = lebar dari round
(m/m3), untuk kuari dan tambang terbuka (m/m3), untuk jalan dll., dimana peledakan dilaksanakan di daerah
Pemuatan lubang tembak Dalam meledakkan bagian bawah lubang tembak (constricted bottom), charge concentration, yang dipakai untuk menghitung Bmax yang dipergunakan = lb Tinggi muatan dasar = hb = 1,3 Bmax (m) Muatan dasar (bottom charge) = Qb = l b x hb (kg) "Stemming" adalah bagian yang tidak diisi muatan, tetapi diisi penutup/penyumbat : pasir atau hasil pemboran berukuran partikel 4 - 9 mm. T = ho = B ho < B , resiko terjadi "fly rock" bertambah ho > B, menghasilkan lebih banyak bongkah-bongkah (boulders)
Pemuatan lubang tembak
Tinggi muatan dasar = hb = 1,3 Bmax (m) Muatan dasar (bottom charge) = Qb = lb x hb (kg) Stemming: pasir atau hasil pemboran berukuran partikel 4 - 9 mm. T = ho = B ho < B , resiko terjadi "fly rock" bertambah ho > B, menghasilkan lebih banyak bongkah-bongkah (boulders)
Charge concentration = lc lc Tinggi dari muatan kolar hc Muatan kolar Qc Muatan total
Q tot
relatif lebih kecil = = = =
40 % sampai 60 % dari lb hc H - hb - ho (m) Qc
= lc x hc = Qb + Qc
(kg) (kg)
"Specific charge" q
n Q tot n xBxSxK
(kg/cu m)
untuk kuari dan tambang terbuka q
n Q tot W xB xK
(kg/cu m)
dimana W adalah lebar "round" "Specific charge" adalah kebalikan dari "powder factor".
(kg/m)
Contoh Perhitungan Swedish
Suatu peledakan mempunyai kondisi sebagai berikut : Tinggi jenjang K = 15 m Lebar dari "round" W = 26 m Diameter lubang tembak d = 76 mm Rock constant c = 0,4 Kemiringan lubang 3 : 1 Kondisi pemuatan (charging condition) : kering Bahan peledak Emulite 150 dalam 65 mm "plastic hose"
Proses Peremukan Massa Batuan Oleh Sebuah Lubang Tembak
Rock Compression
Reflection of shock waves from free faces
Gas expansion
