KAJIAN TEKNIS KESTABILAN LERENG PADA TAMBANG NIKEL PT. ANEKA TAMBANG TBK UBPN POMALAA, SULAWESI TENGGARA TE NGGARA
PROPOSAL TUGAS AKHIR Dibuat sebagai salah satu syarat untuk memenuhi Kerja Praktek dala m rangka penyusunan Tugas Akhir
Oleh : SODIEK IMAM PRASETYO 112.070.074/TA
JURUSAN TEKNIK PERTAMBANGAN FAKULTAS TEKNOLOGI MINERAL UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL ³VETERAN´ YOGYAKARTA 2010
A. Judul
KAJIAN
TEKNIS
KESTABILAN
LERENG
PADA
TAMBANG
NIKEL PT. ANEKA TAMBANG TBK UBPN POMALAA, SULAWESI TENGGARA.
B. Alasan Pemilihan Judul
Masalah kemantapan lereng pada batuan merupakan suatu hal yang menarik, karena sifat-sifat dan perilakunya yang berbeda dengan kestabilan lerang pada tanah. Kestabilan lereng pada batuan lebih ditentukan oleh adanya bidang bidang lemah yang disebut dengan bidang diskontinuitas, tidak demikian halnya dengan lereng-lereng pada tanah. Adanya kegiatan penambangan, seperti penggalian pada suatu lereng akan menyebabkan terjadinya perubahan besarnya gaya-gaya pada lereng tersebut yang mengakibatkan terganggunya kestabilan lereng dan pada akhirnya dapat menyebabkan lereng tersebut longsor. Dalam merancang suatu tambang terbuka dilakukan suatu analisis terhadap kestabilan lereng yang terjadi karena proses penimbunan maupun penggalian sehingga dapat memberikan kontribusi rancangan yang a man dan ekonomis. Stabilitas
dari
lereng
individual
biasanya
menjadi
masalah
yang
membutuhkan perhatian yang lebih bagi kelangsungan operasi penambangan setiap harinya. Longsornya lereng pada suatu jenjang, dimana terdapat jalan angkut utama atau berdekatan dengan batas properti atau instalasi penting, dapat menyebabkan bermacam gangguan pada program penambangan. Walaupun longsoran yang terjadi relatif kecil, dengan tanda-tanda yang tidak begitu kentara, tetap saja dapat membahayakan jiwa dan merusak peralatan yang ada.
C.
Dasar Teori
Kestabilan dari suatu jenjang individual dikontrol oleh kondisi geologi daerah setempat, bentuk keseluruhan lereng pada daerah tersebut, kondisi air tanah setempat, dan juga oleh teknik penggalian yang digunakan dalam
pembuatan lereng. Faktor pengontrol ini jelas sangat berbeda untuk situasi penambangan yang berbeda dan sangat penting untuk memberikan aturan yang umum untuk menentukan seberapa tinggi atau seberapa landai suatu lereng untuk memastikan lereng itu akan stabil. Apabila kestabilan dari suatu jenjang dalam operasi penambangan meragukan, maka kestabilannya harus dinilai berdasarkan dari struktur geologi, kondisi air tanah dan faktor pengontrol lainnya yang terjadi pada suatu lereng. Kestabilan lereng pada batuan dipengaruhi oleh geometri lereng, struktur batuan, sifat fisik dan mekanik batuan serta gaya-gaya luar yang bekerja pada lereng tersebut. Suatu cara yang umum untuk menyatakan kestabilan suatu lereng batuan adalah dengan faktor keamanan. Faktor ini merupakan perbandingan antara gaya penahan yang membuat lereng tetap stabil, dengan gaya penggerak yang menyebabkan terjadinya longsor. Secara matematis faktor kestabilan lereng dinyatakan sebagai berikut : F
= R / F p
Dimana : F
= faktor kestabilan lereng
R = gaya penahan, berupa resultan gaya-gaya yang membuat lereng tetap stabil F p = gaya penggerak, berupa resultan gaya-gaya yang menyebabkan lereng longsor Pada keadaan : F
"
1,0
F
= 1,0
F
1,0
= lereng dalam keadaan stabil = lereng dalam keadaan seimbang (akan longsor) = lereng dalam keadaan tidak stabil.
1. Faktor-faktor yang mempengaruhi kestabilan lereng. Umumnya stabil atau tidaknya suatu lereng tergantung dari beberapa faktor, antara lain : a. Geometri lereng
Kemiringan dan tinggi suatu lereng sangat mempengaruhi kestabilannya. Semakin besar kemiringan dan ketinggian suatu lereng, maka kestabilan semakin berkurang. b.
Struktur batuan Strukutur batuan yang sangat mempengaruhi kestabilan lereng adalah bidang-bidang sesar, perlapisan dan rekahan. Struktur batuan tersebut merupakan bidang-bidang lemah (diskontinuitas) dan sekaligus sebagai tempat merembesnya air, sehingga batuan lebih mudah longsor.
c.
Sifat fisik dan mekanik batuan Sifat fisik batuan yang mempengaruhi kestabilan lereng adalah : bobot isi (density), porositas dan kandungan air. Sedangkan sifat mekanik batuan antara lain kuat tekan, kuat tarik, kuat geser dan juga sudut geser dalam batuan. 1) Bobot isi batuan Semakin besar bobot isi suatu batuan, maka gaya penggerak yang menyebabkan lereng longsor juga semakin besar. Dengan demikian kestabilan lereng semakin berkurang. 2) Porositas batuan Batuan yang mempunyai porositas besar akan banyak menyerap air. Dengan demikian bobot isinya menjadi lebih besar, sehingga memperkecil kestabilan lereng. Adanya air dalam batuan juga akan menimbulkan tekanan air pori yang akan memperkecil kuat geser batuan. Batuan yang mempunyai kuat geser kecil akan lebih mudah longsor. Kuat geser batuan dapat dinyatakan s ebagai berikut : X
= C + (W - Q) tan U
dimana : X
= kuat geser batuan (ton/m2 ) 2
C = kohesi (ton/m ) 2
W
= tegangan normal (ton/m )
U
= sudut geser dalam (angle of internal friction)
3)
Kandungan air dalam batuan Semakin besar kandungan air dalam batuan, maka tekanan air pori menjadi semakin besar juga. Dengan demikian berarti bahwa kuat geser batuannya menjadi semakin kecil, sehingga kestabilannya berkurang.
4) Kuat tekan, kuat tarik dan kuat geser batuan Kekuatan batuan biasanya dinyatakan dengan kuat tekan (confined and unconfined compressive strength), kuat tarik (tensile strength) dan kuat geser (shear strength). Batuan yang mempunyai kuat tekan, kuat tarik dan kuat geser besar akan lebih stabil (tidak mudah longsor). 5) Sudut geser dalam (angle of internal friction) Semakin besar sudut geser dalam, maka kuat geser batuan juga akan semakin besar. Dengan demikian batuan (lereng) akan lebih stabil. d.
Gaya dari luar Gaya-gaya dari luar yang dapat mempengaruhi (mengurangi) kestabilan suatu lereng adalah : 1) Getaran yang diakibatkan oleh gempa, peledakan dan pemakaian alat-alat mekanis yang berat didekat lereng. 2) Pemotongan dasar (toe) lereng. 3)
Penebangan pohon-pohon pelindung lereng.
2. Klasifikasi longsoran batuan Berdasarkan proses longsornya, longsoran batuan dapat dibedakan menjadi empat macam, yaitu : a. Longsoran Bidang Longsoran bidang merupakan suatu longsoran batuan yang terjadi sepanjang bidang luncur yang dianggap rata. Bidang luncur tersebut dapat berupa sesar, rekahan (hoint) maupun bidang perlapisan batuan. Syaratsyarat terjadinya longsoran bidang adalah :
1) Terdapatnya bidang luncur bebas (daylight), berarti kemiringan bidang luncur harus lebih kecil daripada kemiringan lereng. 2) Arah bidang luncur sejajar atau mendekati sejajar dengan arah lereng o
(maksimum berbeda 20 ). 3)
Kemiringan bidang luncur lebih besar daripada sudut geser dalam batuannya.
4) Terdapat bidang bebas (tidak terdapat gaya penahan) pada kedua sisi longsoran. b. Longsoran baji Longsoran baji dapat terjadi pada suatu batuan jika terdapat lebih dari satu bidang lemah yang bebas dan saling berpotongan. Sudut perpotongan antara bidang lemah tersebut harus lebih besar dari sudut geser dalam batuannya. Bidang lemah ini dapat beupa bidang sesar, rekahan (joint) maupun bidang perlapisan. Cara longsoran suatu baji dapat melalui salah satu atau beberapa bidang lemahnya, ataupun melalui garis perpotongan kedua bidang lemahnya. c. Longsoran busur Longsoran batuan yang terjadi sepanjang bidang luncur yang berupa busur disebut longsoran busur. Longsoran busur hanya terjadi pada tanah atau material yang bersifat seperti tanah. Antara partikel tanah tidak terikat satu sama lain. Dengan demikian, longsoran busur juga dapat terjadi pada batuan yang sangat lapuk serta banyak mengandung bidang lemah maupun tumpukan (timbunan) batuan hancur. d. Longsoran guling Longsoran guling akan terjadi pada suatu lereng batuan yang acak kemiringannya berlawanan dengan kemiringan bidang-bidang lemahnya. Keadaan tersebut dapat digambarkan dengan balok-balok yang diletakkan diatas
sebuah
bidang
miring.
Berdasarkan
bentuk
dan
proses
menggulingnya, maka longsoran guling dibedakan menjadi tiga, yaitu :
1) Longsoran guling setelah mengalami benturan (flexural toppling). 2) Longsoran guling yang berupa blok (balok-balok). 3)
Gambaran kedua longsoran diatas (block-flexural).
D. Perumusan Masalah
1. Menentukan faktor faktor penyebab ketidakstabilan lereng berdasarkan pengamatan di lapangan dan pengolahan data. 2. Mencari kemantapan suatu lereng, agar didapat lereng yang stabil dan aman berdasarkan nilai FK.
E. Ruang Lingkup Permasalahan
1. Lokasi Penelitian dilakukan di PT.Antam UBPN Pomalaa Sulawesi tenggara 2. Materi Adanya kegiatan penambangan, seperti penggalian pada suatu lereng akan menyebabkan terjadinya perubahan besarnya gaya-gaya pada lereng tersebut yang mengakibatkan terganggunya kestabilan lereng dan pada akhirnya dapat menyebabkan lereng tersebut longsor. Dalam merancang suatu tambang terbuka dilakukan suatu analisis terhadap kestabilan lereng yang terjadi karena proses penimbunan maupun penggalian sehingga dapat memberikan kontribusi rancangan yang aman dan ekonomis. Stabilitas dari lereng individual biasanya menjadi masalah yang membutuhkan
perhatian
yang
lebih
bagi
kelangsungan
operasi
penambangan setiap harinya. Longsornya lereng pada suatu jenjang, dimana terdapat jalan angkut utama atau berdekatan dengan batas properti atau instalasi penting, dapat menyebabkan bermacam gangguan pada program penambangan. 3.Kegiatan
Kegiatan yang dilakukan selama penelitian yaitu menghitung :
a.Geometri Lereng Geometeri lereng yang perlu diketahui adalah : 1) orientasi (jurus dan kemiringan) lereng. 2) tinggi dan kemiringan lereng baik jenjang maupun total. 3)
lebar jenjang (berm).
b. Struktur batuan Struktur batuan yang mempengaruhi kestabilan lereng adalah adanya bidang-bidang lemah, yaitu bidang-bidang sesar, perlapisan dan rekahan. c. Sifat fisik dan mekanik batuan Sifat fisik dan sifat mekanik batuan yang diperlukan sebagai dasar analisa kestabilan lereng adalah : 1) bobot isi batuan. 2) porositas batuan. 3)
kandungan air dalam batuan.
4) kuat tekan, kuat tarik dan kuat geser batuan. 5) sudut geser dalam. d. Kondisi geologi Data geologi yang perlu diketahui : 1) orientasi struktur bidang lemah.
Dari orientasi ini yang terpenting
diketahui adalah arah dan besar kemiringan spasi, isian dalam rekahan. 2) Tinggi permukaan air tanah. 3)
Litologi dan penyebaran batuan.
4) Tingkat pelapukan. 5) Morfologi. Cara pengumpulan data Data yang diperlukan diperoleh dari peyelidikan dilapangan dan percobaan di laboratorium. a. Penyelidikan di lapangan meliputi : 1) Pengukuran jurus dan kemirngan bidang lemah. 2) Pemboran inti dan pembuatan sumuran untuk memperoleh data geologi, penyebaran batuan dan untuk mendapatkan contoh tanah.
3)
Pengamatan dengan piezometer untuk mengetahui tinggi permukaan air tanah.
Khusus untuk cara pengumpulan data pada poin 2 dan
3
dapat
menggunakan data yang telah ada pada perusahaan (kalau diperusahaan sudah tersedia). b. Percobaan dilaboratorium 1) Penguian triaksial. 2) Pengujian geser langsung. 3)
Pengujian kuat tekan uniaksial.
4) Percobaan untuk menentukan berat isi, kadar air dan berat jenis dari contoh tanah yang didapat dilapangan. Percobaan dilaboratorium dapat juga tidak dilaksanakan bila data untuk ini sudah tersedia dilapangan.
F. Metode Penelitian
1. Studi literatur Studi literatur dilakukan dengan mencari bahan-bahan pustaka yang menunjang, yang diperoleh dari : a. Instansi terkait b. Perpustakaan c. Brosur-brosur d. Peta, grafik, tabel dan spesifikasi alat 2. Pengamatan dilapangan Dilakukan dengan melakukan peninjauan lapangan untuk melakukan pengamatan langsung terhadap topografi daerah, vegetasi dan cuaca yang akan diambil datanya. 3.
Pengambilan data Data yang diambil harus akurat dan relevan dengan permasalahan yang ada.Cara pengambilan data dilakukan dengan pengamatan langsung dilapangan dan juga data-data yang diambil dari literatur yang berhubungan dengan permasalahan yang ada.
4. Pengelompokan data Pengelompokan data bertujuan untuk : a. Menggumpulkan data dan mengelompokkannya agar penganalisaan lebih mudah. b. Mengetahui keakuratan data sehingga kerja menjadi efisien c. Mengolah
nilai
karakteristik
data-data
yang
mewakili
obyek
pengamatan 5. Pengolahan data Dilakukan dengan melakukan beberapa perhitungan dan penggambaran, selanjutnya disajikan dalam bentuk tabel, grafik, atau rangkaian perhitungan pada penyelesaian dalam suatu proses tertentu. 6. Analisa hasil pengolahan data Dilakukan dengan tujuan untuk memperoleh kesimpulan sementara. Selanjutnya kesimpulan sementara ini akan diolah lebih lanjut pada bagian pembahasan. 7. Kesimpulan Diperoleh setelah dilakukan korelasi antara hasil pengolahan dengan permasalahan yang diteliti. Kesimpulan ini merupakan hasil akhir dari semua masalah yang dibahas.
G. Pembahasan Masalah
Dalam analisa ini masalah yang akan dibahas adalah mengarah pada design lereng. Hal ini meliputi : 1. Penentuan metode analisis kestabilan lereng. 2. Alternatif sudut dan tinggi lereng Ini dilakukan perhitungan faktor kestabilan lereng dengan metode Hoek dan Bray. Perhitungan ini dilakukan untuk : a. Lereng individual. Dari hasil perhitungan, kemudian dibuat dalam grafik hubungan antara faktor keamanan dengan sudut lereng atau antara tinggi lereng dengan sudut lereng.
b. Lereng total Dari hasil perhitungan, kemudian dibuat grafik hubungan antara faktor keamanan dengan sudut lereng atau antara tinggi lereng dengan sudut lereng. c. Perhitungan dengan metode Hoek dan Bray. Sebagai pembanding perhitungan dengan metode Bishop 3.
Pemilihan Geometri lereng
4. Pemantauan lereng 5. Usaha untuk menstabilkan lereng
H. Rencana Kegiatan AK TI
ITAS KEGIATAN ingguan Dalam
AN
1 2
Studi
literatur rientasi lapangan engambilan data Akuisisi data engolahan data embuatan dra
I. Rencana Daftar Isi
KATA PENGANTAR DAFTAR GAMBAR DAFTAR TABEL DAFTAR LAMPIRAN Bab. I.
PENDAHULUAN
II.
TINJAUAN UMUM A. Lokasi dan Kesampaian Daerah. B. Keadaan Topografi dan Geologi. C. Iklim. D. Penambangan Batubara.
3
I AN II AN III 4 1 2 3 4 1 2 3 4
III.
TEORI KESTABILAN LERENG PADA B ATUAN. A. Faktor-faktor Yang Mempengaruhi Kestabilan Lereng Batuan 1. Struktur Geologi. 2. Air bawah permukaan tanah. 3.
Sifat fisik batuan.
4. Sifat mekanik batuan. 5. Pengaruh gaya-gaya luar. 6. Geometri lereng. B. Menghitung Faktor Kestabilan Lereng Batuan 1. Longsoran busur. 2. Longsoran bidang. 3.
Longsoran baji.
4. Longsoran guling. IV.
ANALISA KESTABILAN LERENG. A. Metode Analisa Yang Dipilih B. Hasil Analisis Kestabilan Lereng
V.
PEMBAHASAN A. Kekuatan batuan. B. Struktur Geologi. C. Geometri Lereng. D. Air tanah. E. Pengaruh getaran. F. Usaha untuk menstabilkan lereng.
VI.
KESIMPULAN
DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
J. Daftar Pustaka
1. Gian Paolo Giani, ³Rock Slope Stability Analysis´, A.A Balkema, Rotterdam, Brookfield, 1992. 2. Hoek, E. and Bray, J.W., ³Rock Slope Engineering´¶ Of 3.
rd
3
Ed., The Institution
Mining and Metallurgy London, !981.
Made Astawa Rai.´Analisa Kemantapan Lereng : Proyeksi Stereografis dan Metode Grafis´, Kursus Geoteknik dan Perencanaan Tambang Terbuka, 1993.
4. Made Astawa Rai,³ Kemantapan Lereng Batuan´, Kursus Pengawas Tambang, 1993.
KAJIAN TEKNIS KESTABILAN LERENG PADA TAMBANG NIKEL PT. ANEKA TAMBANG TBK UBPN POMALAA, SULAWESI TENGGARA
PROPOSAL TUGAS AKHIR
Di susun oleh : SODIEK IMAM PRASETYO
112.070.074/TA
Mengetahui Dosen Wali
( Ir. Gunawan Nusanto. MT)
Disetujui Dosen pembimbing
(Ir. Anton Sudiyanto. MT)
JURUSAN TEKNIK PERTAMBANGAN FAKULTAS TEKNOLOGI MINERAL UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL ³VETERAN¶ YOGYAKARTA 2011
