5. PEMBAHASAN
5.1 Analisis kebutuhan penyanggaan penyanggaan
Dari Dari hasi hasill klas klasif ifik ikas asii mass massaa batu batuan an deng dengan an meto metode de RMR RMR dan dan sist sistem em Q, direkomendasikan penyanggaan menggunakan Baut batuan atau Beton tembak. Seca Secara ra umum umum pema pemaka kaia ian n baut baut batu batuan an lebih lebih luas luas digu diguna naka kan n pada pada tamb tamban ang g batubara, dengan demikian analisis penyangga pada tulisan ini ditujukan untuk baut batuan. Pengikatan baut batuan dilakukan dengan dua metode yaitu pengikatan secara mekanis dan pengikatan menggunakan at kimia.
!."." #nalisis #nalisis baut batuan dengan pengikatan mekanis Data teknik baut batuan untuk pengikatan mekanis $tabel %.&'( )
diameter bolt $d(
*
+,+" m
)
kualitas baja $-a(
*
'++ /mm& * '"0&1,!' t/m &
)
teba teball batu batuan an atap atap lang langsu sung ng $h( $h( *
","' ","' m $#ir $#ir shaf shaft( t(22 ",&! ",&! $3ai $3aill dan dan Main Main
4ate( sesuai perhitungan tinggi pembebanan batuan dari klasifikasi RMR ) )
spasi $c(
*
",! 5 & m $sesuai rekomendasi RMR(
jumlah baut batuan per span$m(*
&
)
densitas batuan atap $6(
*
&,'1 3/m%
)
lebar span $7(
*
&, m $#ir Shaft(2 &,! m$3ail 8 Main gate(
Dari data diatas maka dapat ditentukan distribusi tegangan yang diterima baut batuan sebagai berikut9 4ay 4aya aks aksia iall Bau Bautt bat batua uan n $R( $R( *
+,'1! ,'1! $-a( $d&(
*
+,'1! ,'1! : '" '"0&1, 0&1,!' !' t/m t/m & : +,+" & m&
*
"0,%!0 ton
Beban batuan yang akan disangga $; t( * ".
7 :h : c : 6
Pada Air Shaft , untuk spasi ",! m
<)"
;t * *
&, m : ","' m : ",! m : &,'1 3/m % "&,1! ton
Dari data distirbusi tegangan diatas, besar faktor keamanan $=>( dapat ditentukan yaitu 9 => * * *
m R q t & : "0,%!0 t "&,1! t
&,&
untuk spasi & m ;t * * => * *
&, m : ","' m : & m : &,'1 3/m % ", ?"%!& ton & : "0,%!0 t ",?"%!& t
",?
&. Pada Tail dan Main gate, untuk spasi ",! m ;t * * => * * *
&,! m : ",&! m : ",! m : &,'1 3/m % "%,+%" ton m R q t & : "0,%!0 t "%,+%"t
&,&+
untuk spasi & m ;t * * => * *
&,! m : ","' m : & m : &,'1 3/m % "',%'! ton & : "0,%!0 t "',%'! t
",!
<)&
!.".& #nalisis baut batuan dengan pengikatan kimia $resin( Baut batuan yang digunakan adalah Groted Rock bolt – Rebar . Data teknik dari baut jenis ini adalah $sesuai tabel %.&1( )
kualitas baja $-a( *
!'+ /mm& * !1"%,& t/m &
)
diameter baut $d( *
+,+& m
panjang baut $l(
*
ht @ +,! $intermediate roof(
*
","' @ +,!
*
",' m
*
",&! @ +,!
*
",'! m
)
untuk #ir shaft
3ail dan main 4ate
R maks
*
Al
A
*
+,&! :
R maks
*
+,&! :
*
+,&! : - a : C : d &
*
+,&! : !1",%& kg/cm & : %,"0 : &,+ & cm&
*
"1&%,& kg
*
"1,&%& ton
a
: d
l
a
: d
l
: : d : l
Beban batuan yang akan disangga $; t( *
7 :h : c : 6
".
Pada Air Shaft , untuk spasi ",! m
;t *
&, m : ","' m : ",! m : &,'1 3/m %
* => * * *
"&,1! ton m R q t & : "1,&%& t "&,1! t
&,11
untuk spasi & m ;t *
&, m : ","' m : & m : &,'1 3/m %
<)%
* => * *
",?"%!& ton & : "1,&%& t ",?"%!& t
&,"
&.
Pada Tail dan Main gate, untuk spasi ",! m
;t *
&,! m : ",&! m : ",! m : &,'1 3/m %
* => * * *
"%,+%" ton m R q t & : "1,&%& t "%,+%" t
&,1+
untuk spasi & m ;t * * => * *
&,! m : ","' m : & m : &,'1 3/m % "',%'! ton & : "1,&%& t "',%'! t
&,"+
5.2 Penyanggaan model Three Piece Set
Secara umum penyanggaan pada daerah penelitian menggunakan steel set seperti dijumpai pada lubang utama Air shaft . 3etapi di Tail dan Main gate sebagian besar tiang penyangga yang digunakan terbuat dari material kayu namun tetap mempertahankan cap dari baja. al ini dilakukan dengan pertimbangan umur pemakaian yang relatif pendek yaitu selama kegiatan long wall berlangsung dan untuk selanjutnya penyangga akan dibongkar kembali. Penyangga dengan tiang baja pada Tail dan Main gate berada sepanjang %+ meter dari junction yang nantinya bagaian ini dijadikan barrier pilar . Bentuk model penyangga sendiri adalah trapesium atau lebih identik dengan three piece set pada penyangga kayu. Batuan atap adalah batu lanau dengan density &,'1 ton/m % $in)situ( dan loading
<)0
factor $E( sebesar +,% sehingga kondisi atap dianggap relatif aman dari gangguan geologi.
!.&." Penyanggaan pada Air Shaft Air shaft merupakan salah satu lubang utama untuk rencana penambangan lapisan B". Berikut data teknik lubang bukaan Air Shaft 9
-
7ebar lubang buka pada bagian atap 9 &, m dengan panjang tiang &,' m.
-
arga poison ratio $F( 9 +,%!'
-
Garak antar Ram $a(
-
Profil baja yang digunakan adalah H)Beam jenis IB/ 3 !+0+)&+++ profil
9 +,'! m.
"" dengan cross section area %%,"1 : "+ )0 m& dan section modulus ""%,0 : "+ ) m& dan harga alloJable stress "0.+++ ton/m&.
4ambar !.% Penyangga steel set pada Air Shaft.
Dengan demikian dapat dihitung tegangan pada Air shaft $sesuai lampiran 0(. ".
3egangan pada atap 9
-t
*
&,"10 ton/m &
;t
*
",&% ton/m
Mmaks *
",%'0 ton meter
<)!
Maka harga -
* *
=>
W
"&."" ton/m &
&" .+++ "& .""
*
",'%
3egangan pada side post $dinding(
-y
*
k -t,
k
*
+,!!
Maka -y *
","?& ton/m&
;y
*
+,1?0 ton/m
Mmaks
*
+,1"!
Maka harga -
*
-
* *
*
#ormal load Ma"imum moment Pr ofil area Section mod ulus
R
*
=>
K -sf
Tegangan i!in tegangan penangga
* *
&.
M maks
$
M maks W
, R
*
K -sf
&,""0" ton
'1&0 t/m&
&" .+++ '.1&0
&,1
!.&.& Penyanggaan pada Tail dan Main gate 7ebar/panjang caps pada Tail dan Main gate &,! meter dengan tinggi &,' meter. Batuan atap adalah batu lanau dengan 6 * &,'1 ton/m % dan E * +,%. ntuk kemajuan setelah %+ meter, pada bagian tiang menggunakan penyangga kayu kelas HHH dengan diameter &! cm, namun bagian cap tetap memakai baja seperti halnya di Air Shaft .
<)
4ambar !.0 Penyanggaan steel set pada Tail dan Main Gate
".
Maka tegangan pada atap
-t
*
&,+1! ton/m&
;t
*
",!%'! ton/m
Mmaks
*
",&&" ton meter M maks
Maka - *
W
"+.''0 ton/m &
* =>
K -sf
&" .+++
*
"+ .''0
*
",?!
&. 3egangan pada dinding 9 -y
*
","0 ton/m&
;y
*
+,1 ton/m
Mmaks *
+,'1% ton meter
R
*
",?!0 ton
)
3egangan pada tiang baja
-
*
#ormal load profil area
Ma"imum moment Section mod ulus
K -sf
<)'
'0?% ton/m& K "0+++ ton/m &
* =>
&" .+++
*
'.0?%
* )
&,1+
3egangan pada tiang kayu R
+,1!
M maks
-
*
-sf
*
'!+ ton/m&
L
*
0%,&
*
",0+
=
*
+,+0?+ m &
N
*
+,++"!% m %
-
*
!1 ton/m& $ O '!+ ton/m&(
=>
$
* *
W
K-sf
'!+ !1
",%&
!.&.% Penyanggaan pada daerah !unction $simpangan( Daerah !unction yang ditinjau pada lubang bukaan adalah !unction Air shaft ke Tail gate dan !unction Air shaft ke Main gate. >edua junction ini mempunyai bentuk dan ukuran geometri yang sama. #rah Air shaft terhadap Tail dan Main gate relatif saling tegak lurus.
Data teknik daerah junction adalah sebagai berikut9 Batuan atap
9
silt stone dengan densitas &,'1 ton/m%
Spasi ram $a(
9
spasi dalam hal ini untuk girder adalah +,+ m
Panjang cap
9
untuk girder% tandu $sejajar 3ail dan Main gate( &,1 m sedangkan untuk tumpuan girder $sejajar #ir shaft( &, m.
3inggi tiang
9
7oading faktor $E(9
&,' m +,%, seperti pada perhitungan diatas
<)1
Material penyangga yang digunakan adalah H)beam profil IB/ 3 !+0+)&+++ Maka tegangan yang terjadi pada daerah junction dapat dihitung9 ".
3egangan pada girder $tandu(
-t
*
&,%% ton/m&
;t
*
",0+ ton/m
Mmaks *
",%'& ton meter
-
*
"%.%&+ ton/m &
=>
* *
&" .+++ "% .%&+
",!'
&.
3egangan pada cap dudukan girder
-t
*
&,"1 ton/m&
;t
*
,+' ton/m
>arena pada masing)masing dudukan penyangga diikatkan dua pasang H)beam, maka tegangan persatuan panjang adalah
,+' 0
* ",!" ton/m $a dianggap &,1 9 0
sama dengan +,'+ m(. Maka, Mma
*
",&'' ton meter.
-
*
"+.1&+ ton/m &
=>
* *
&" .+++ "+ .1&+
",?0
%. 3egangan pada dinding9 -y
*
","?& ton/m&
;y
*
+,1%00 ton/m
R
*
",?% ton
<)?
Mmaks *
+,'+% tm
Maka harga =>
* *
5.3
*
'&?! ton/m&
&" .+++ '&?!
&,1'
Pebandingan !akto keamanan "#$% antaa rock bolt dengan steel set pada atap lubang bukaan Air Shaft.
asil akhir analisa penyanggaan adalah besarnya faktor keamanan yang mampu didistribusikan terhadap lubang bukaan. Besarnya faktor keamanan merupakan perbandingan tegangan yang mampu diberikan terhadap beban yang diterima penyangga. Pada tambang baJah tanah, kondisi lubang bukaan dikatakan aman apabila faktor keamanannya lebih besar atau sama dengan ",0. #pabila => kurang dari standart tersebut, maka lubang bukaan dikatakan tidak aman dari ambrukan batuan sangga. Dengan demikian kajian ulang perlu dilakukan dan beberapa alternatif dapat dipilih seperti 9 )
pemilihan sistem penyanggaan yang lain
)
memperkecil spasi penyangga
)
mengganti material penyangga yang lebih baik
Dalam tulisan ini terdapat dua sistem penyanggaan yang dianalisa yaitu penyangga baut batuan $sesuai rekomendasi sistem klasifikasi RMR dan sistem Q( dan steel set $kontruksi yang diterapkan di daerah penelitian(. Baut batuan mempunyai spasi antara ",! 5 & m sedangkan steel set berada pada spasi +,'! 5 ",&+ m. Masing)masing penyangga mempunyai besar tegangan yang berbeda. Baut batuan mempunyai &ield load '++ /mm & $!1"%,& t/m &(, sedangkan steel set mempunyai tegangan dasar "0.+++ t/m &. Berikut ini diberikan harga => untuk masing)masing penyangga pada setiap perubahan spasi. 3abel !." arga => untuk perubahan spasi menggunakan baut batuan mekanis $diameter +,+"m dan tegangan aksial '++ /mm&(
Spasi (m)
Faktor Keamanan
1,5
2,26
<)"+
1,6 1,7 1,8 1,9 2,0
2,12 1,99 1,88 1,78 1,69
3abel !.& arga => untuk perubahan spasi pada penyanggaSteel Set menggunakan H)Beam IB/ 3 !+0+)&+++ profil "" dengan tegangan dasar "0.+++ t/m &
Spasi (m)
Faktor Keamanan
0.75 0.9 1.05 1.2
1.73 1.44 1.23 1.08
Perbandingan kedua penyangga tersebut terlihat pada perbedaaan besar faktor keamanan yang mampu diberikan. ntuk penyangga baja kondisi aman lubang bukaan berada pada spasi kurang dari +,? meter. Sementera itu pada pemakaian baut batuan mekanis, lubang bukaan masih dikatakan aman hingga spasi & meter dengan harga => ",?. ntuk lebih jelasnya perbedaan faktor keamanan dapat ditunjukkan pada gambar !.!. Secara umum penyangga baja mempunyai tegangan deformasi yang lebih besar dibandingkan penyangga lainnya. amun pada kondisi ini faktor keamanan yang dihasilkan oleh baut batuan lebih besar. al itu diakibatkan perbedaan kualitas baja yang digunakan. Secara teknik gambar !.! hanya membandingkan faktor keamanan yang dihasilkan baut batuan sebagai rekomendasi yang dianjurkan dengan penyangga baja $penyangga yang diterapkan dilapangan(.
<)""
Perbandingan FK Baja dan Baut Batuan 5 n4 a n a3 m a e 2 K r o t k1 a F
Baut Batuan Baja
0
0.75 0.9
1.05 1.2
1.35 1.5
1.65 1.8
1.95
Spasi
4ambar !.! Perbandingan penyangga Baja dan Baut Batuan
<)"&
