ARMIKO PRATAMA: Juni 2012

01.55

BAB I

PEMBORAN

1.1 Pendahuluan

Pelepasan atau pembebasan batuan dari massa batuan induknya disebut “pemecahan batuan” (rock breakage). Hal ini dapat dilakukan menggunakan api, air bertekanan tinggi, tekanan, maupun bahan peledak. Pada umumnya, ada dua tipe operasi pemecahan batuan yang dilakukan ditunjukkan dalam industri pertambangan, yaitu penetrasi batuan (rock penetration : drilling, cutting, boring, dll) dan fragmentasi batuan (rock fragmentation).

Dalam penetrasi batuan (pemboran, cutting dll) pada suatu lubang bor biasanya dilakukan secara mekanik dan kadang-kadang termik atau hidrolik. Tujuan dari penetrasi batuan antara lain untuk :

a.Penempatan bahan peledak atau keperluan lain yang memerlukan
lubang berukuran kecil.

b.Membuat bukaan tambang atau terowongan (tunnel) final.

c.Mengekstraksi produk mineral sesuai ukuran dan bentuk yang diijinkan
(batu dimensi).

Berlawanan dengan penetrasi batuan, fragmentasi batuan bertujuan untuk menggemburkan dan memuat menjadi fragmen-fragmen suatu massa batuan, secara konvensional dengan energi kimia, pada peledakan tetapi ditambah secara mekanik hidrolik dan aplikasi baru dari energi. Penetrasi batuan dapat diklasifikasikan pada beberapa basis. Termasuk dalam hal ini ukuran lubang, metoda mounting, tipe dari power. Pembagian/skema yang akan digunakan pada tulisan ini adalah berdasarkan bentuk dari penggempuran batuan atau jenis energi yang digunakan untuk melakukan penetrasi. Klasifikasi ini bersifat umum, dapat diaplikasikan pada seluruh jenis tambang dan mencakup seluruh bentuk penetrasi.

1.2 Latar Belakang Teori

Pemboran merupakan kegiatan yang pertama kali dilakukan dalam suatu operasi peledakan batuan. Kegiatan ini bertujuan untuk membuat sejumlah lubang ledak yang nantinya akan diisi dengan sejumlah bahan peledak untuk diledakkan.

Sistem pemboran berdasarkan dengan tingkat keterterapannya dibagi menjadi 8 (delapan) macam yaitu :

1. Mekanik : perkusif, rotari, rotari-perkusif

2. Termal : pembakaran, plasma, cairan panas, pembekuan

3. Hidroulik : pancar (jet), erosi, cavitasi

4. Sonik : vibrasi frekuensi tinggi

5. Kimiawi : microblast, disolusi

6. Elektrik : elektric arc, induksi magnetis

7. Seismik : sinar laser

8. Nuklir : fusi, fisi

Meskipun banyak sistem pemboran yang dapat dipilih, kegiatan pemboran untuk penyediaan lubang ledak pada saat ini umumnya dilakukan dengan mesin sistem mekanik (perkusif, rotari, dan rotari-perkusif) dengan berbagai ukuran dan kemampuan, tergantung pada kapasitas produksi yang diinginkan yang didasarkan pula pada pertimbangan teknik dan ekonomi, sistem pemboran secara mekanik lebih applicable daripada sistem pemboran yang lain.

1.3 Deskripsi

A. Sistem Pemboran

1. Sistem Pemboran Mekanik

komponen utama dari sistem pemboran mekanik adalah : sumber energi mekanik, batang bor penerus (transmitter) energi tersebut, mata bor sebagai aplikator energi terhadap batuan, dan peniupan udara (flushing) sebagai pembersih dari serbuk pemboran (cuttings) dan memindahkannya keluar lubang bor. Berdasarkan sumber energi mekaniknya, sistem pemboran mekanik terbagi menjadi 3 ( tiga ), yaitu : rotari, perkusif, dan rotari-perkusif.

a. Bor Tumbuk ( Percussion Drill )

Pada pemboran tumbuk (percusif), energi dari mesin bor diteruskan oleh batang bor dan mata bor untuk meremukkan batuan. Komponen utama dari mesin bor ini adalah piston yang mendorong dan menarik tungkai (shank) batang bor. Pada metode perkusif yang terjadi adalah proses peremukan (crushing) permukaan batuan oleh mata bor. Contoh alat bor yang menggunakan temper ini adalah hammer drill, churn drill.

b. Bor Putar-Tumbuk ( Rotary-Percussion Drill )

Pada pemboran rotary-perkusif, aksi penumbukan oleh mata bor dikombinasikan dengan aksi putaran, sehingga terjadi proses peremukan dan penggerusan permukaan batuan. Metode ini dapat digunakan pada bermacam-macam jenis batuan. Metode putar-tumbuk terbagi menjadi dua, yaitu :

· Top Hammer

Metode pemboran Top hammer adalah metode pemboran yang terdiri dari 2 kegiatan dasar yaitu putaran dan tumbukan. Kegiatan ini diperoleh dari gerakan gigi dan piston, yang kemudian ditransformasikan melalui shank adaptor dan batang bor menuju mata bor. Berdasarkan jenis penggerak putaran dan tumbukannya, metode ini dibagi menjadi dua jeis yaitu : Hydrolic Top Hammer dan Pneumatic Top Hammer.

· Down the Hole Hammer (DTH Hammer)

Metode pemboran ini adalah metode pemboran tumbuk-putar yang sumber dasarnya menggunakan udara bertekanan. DTH Hammer dipasang dibelakang mata bor, di dalam lubang sehingga hanya sedikit energi tumbukan yang hilang akibat melewati batang bor dan sambungan-sambungannya. Contoh dari alat bor dengan menggunakan temper tumbuk putar adalah jack hammer.

c. Bor Putar ( Rotary Drill )

Berdasarkan sistem penetrasinya, metode rotari terbagi menjadi 2 sysem tricone dan drag bit. Disebut tricone jika penetrasinya berupa gerusan (crushing) dan drag bit jika hasil penetrasinya berupa potongan. Sistem tricone digunakan untuk batuan sedang hingga lunak, untuk system drag bit digunakan untuk batuan lunak. Contoh alat bor dengan sistem ini adalah rotary drill.

2. Sistem Pemboran Manual

Prinsip kerja dari manual driven sangat sederhana karena hanya menggunakan tenaga manusia sebagai tenaga penggerak. Contoh : Auger Drill, Bangka Bor, Churn Drill, Bor Mesin Semprot ( BMS ).

Dalam kegiatan penambangan terbuka untuk pemboran, alat yang digunakan adalah Down The Hole Drill, Rotary Driven, dan Top Hammer. Untuk kegiatan penambangan bawah tanah alat yang digunakan diantaranya : Mechanic Jumbo dan Hand Held Rock Drill (terdiri atas : stopper, shinker, difter).

B. Perlengkapan Metode Pemboran Rotari Percussion

· Integral Drill Steels

Integral Drill Steels terdiri dari shank adaptors, batang bor, dan mata bor yang telah terpasang menjadi satu. Pada umumnya integral drill steels digunakan jenjang relatif rendah dengan diemeter lubang bor antara 22-41 mm.

· Extension Drill Steels

Extension Drill Stells terdiri dari empat komponen utama yang dapat dipisahkan satu sama lain. Komponen utama tersebut adalah :

1. Mesin bor

Mesin bor adalah alat yang mengubah energi potensial ( yang berupa udara bertekanan dari kompresor ) menjadi energi mekanik penggerak piston dan drill rod.

2. Shank Adaptors

Shank adaptor adalah bagian tangkai yang digunakan untuk mentransmisikan energi tumbukan dari piston ke batang bor, kemudian dilanjutkan ke mata bor. Shank adaptor terdapat di dalam mesin bor dan dihubungkan oleh coupling ke batang bor yang pertama.

3. Coupling

Coupling digunakan untuk menghubungkan batang bor yang satu dengan yang lainnya sampai kedalaman lubang bor yang diinginkan.

4. Drill Rod

Drill rod merupakan bagian yang menggerakkan bit ( mata bor ) atau sebagai tempat mata bor.

5. Mata Bor (Bit)

Mata Bor merupakan pengguna energi terakhir dari mesin bor yang langsung mengenai batuan. Mata Bor (Bit) ada dua macam yaitu :

a. Deteacable Bit

Disebut Deteacable Bit apabila bitnya diganti-ganti tidak menyatu dengan Drill Rod. Pada Jack Hammer, Deteacable Bit ini dikenal juga dengan Soket.

b. Forget Bit

Disebut Forget Bit apabila menyatu dengan drill rod dan bitnya tidak lepas. Pada Jack Hammer, Forget Bit ini dikenal juga dengan nama Chiel.

B. Faktor Yang Mempengaruhi Kinerja Pemboran

Kinerja suatu mesin bor dipengaruhi oleh faktor-faktor sifat batuan yang di bor, rock drillability, geomeetri pemboran, umur dan kondisi mesin bor, dan ketrampilan operator.

1. Sifat Batuan

Sifat batuan yang berpengaruh pada penetrasi dan sebagai konsekuensi pada pemiliha metode pemboran, yaitu :

· Kekerasan Batuan

Tabel 1.1

Kekerasan Batuan dan Kekuatan Batuan

Kekerasan adalah tahanan dari suatu bidang permukaan halus terhadap abrasi. Kekerasan dipakai untuk mengukur sifat-sifat teknis dari material batuan dan dapat juga dipakai untuk menyatakan berapa besarnya tegangan yang diperlukan untuk menyebabkan kerusakan pada batuan. Kekerasan batuan merupakan fungsi dari kekerasan, komposisi butiran mineral, porositas, dan derajat kejenuhan serta merupakan hal yang utama yang harus diketahui untuk menentukan tingkat kemudahan pemboran.

Klasifikasi	Skala Mohs	Kuat Tekan Batuan (MPa)
Sangat Keras Keras	+ 7 6 – 7	+ 200 120 - 200
Kekerasan Sedang Cukup Lunak	4.5 – 6 3 – 4.5	60 - 120 30 - 60
Lunak Sangat Lunak	2 - 3 1 - 2	10 - 30 - 10

· Kekuatan Batuan (strength)

Kekuatan mekanik suatu batuan adalah suatu sifat dari kekerasan terhadap gaya luar, baik itu kekuatan staik maupun dinamik. Pada prinsipnya, kekuatan batuan tergantung padakomposisi mineralnya.

· Abrasivitas

Abrasivitas adalah sifat batuan untuk menggores permukaan mineral lain, ini merupakan suatu parameter yang mempengaruhi keausan (umur) mata bor dan batang bor. Faktor yang mempengaruhi abrasivitas batuan adalah:

▪ Kekerasan batuan

▪ Bentuk butir

▪ Ukuran butir

▪ Porositas batuan

▪ Ketidaksamaan penyusun batuan

· Elastisitas

Sifat elastisitas batuan dinyatakan dengan Modulus Young (E), dan nisbah Poisson (υ). Modulus elastisitas merupakan faktor kesebandingan antara tegangan normal dengan regangan relatifnya, sedangkan nisbah Poisson merupakan kesebandingan antara regangan lateral dengan regangan aksial. Modulus elastisitas sangat tergantung pada komposisi mineralnya, porositas, jenis perpindahan, dan besarnya beban yang diterapkan.

· Plastisitas

Plastisitas batuan merupakan perilaku batuan yang menyebabkan deformasi tetap setelah tegangan dikembalikan ke kondisi awal, dimana batuan tersebut belum hancur. Sifat plastis tergantung pada komposisi mineral penyusun batuan.

Tabel 1.2

Sifat Fisik Dan Mekanik dari Batuan Sedimen

Batuan Sedimen	Modulus Elastisitas 10⁴x (MPa)	Nisbah Poisson	Porositas
Dolomit	1,96 – 8,24	0,08 – 0,2	0,27 – 4,10
Limestone	0,98 – 7,85	0,1 – 0,2	0,27 – 4,10
Sandstone	0,49 – 8,43	0,066 – 0,125	1,62 – 26,40
Shale	0,8 – 3,0	0,11 – 0,54	20,0 – 50,0

· Tekstur Batuan

Tekstur suatu batuan menunjukkan hubungan antaa mineral-mineral penyusun batuan, sehingga dapat diklasifikasikan berdasarkan dari sifat-sifat porositas ikatan antar butir, bobot isi, dan ukuran butir. Tekstur juga mampengaruhi kecepatan pemboran.

· Struktur Geologi

Penyesuaian kelurusan lubang ledak, aktivitas pemboran, dan kemantapan lubang ledak dipengaruhi oleh struktur geologi seperti patahan, rekahan, kekar, bidang perlapisan.

· Karakteristik Pecahan

Karakteristik pecahan dapat digambarkan seperti perilaku batuan ketika dipukul. Tiap-tiap tipe batuan mempunyai karakteristik pecah yang berbeda dan ini berhubungan dengan tekstur, komposisi mineral, dan tekstur.

2. Rock Drillability

Drilabilitas batuan adalah temperatur mudah tidaknya mata bor melakukan penetrasi ke dalam batuan. Drilabilitas batuan merupakan fungsi dari sifat batuan seperti komposisi mineral, tekstur, ukuran butir dan tingkat pelapukan.

3. Geometri Pemboran

Geometri pemboran ini mencakup diameter, kedalaman, dan kemiringan lubang tembak. Semakin besar diameter lubang berarti penampang lubang yang harus ditembus semakin besar sehingga faktor gesekan juga semakin besar. Hal ini akan sangat mempengaruhi kinerja mesin bor dalam arti kecepatan pemboran semakin lambat. Semakin dalam lubang bor maka akan terjadi gesekan antara drilling string dengan dinding lubang yang semakin besar. Di samping itu kehilangan energi akibat semakin panjangnya drilling string juga akan semakin besar. Hal ini akan dapat menurunkan kinerja mesin bor. Pada kegiatan pemboran ada 2 macam arah lubang ledak yaitu arah tegak lurus dan arah miring, arah lubang ledak ini berpengaruh terhadap aktivitas pemboran.

4. Umur dan Kondisi Mesin Bor

Umur dan kondisi mesin bor sangat berpengaruh, karena semakin lama umur alat bor maka pemakaian kemampuan alat semakin turun

5. Keterampilan Operator

Keterampilan operator tergantung pada individu masing-masing yang dapat diperoleh dari latihan dan pengalaman kerja.

1.4 Pembahasan

A. Bagian-bagian alat bor :

1. Batang bor

2. Jack hammer

3. Jack leg

4. Pic hammer

5. Bit

B. Macam bit :

1. Tricone bit (untuk batuan lunak – sedang)

2. Button bit

3. Diamond bit

4. X bit

5. Coupling bit

6. Drag bit

7. Chisel bit

8. Cross bit

C. Bagian Jack Hammer :

1. Penutup

2. Rumah piston

3. Piston

4. Chuck housing

5. Riffle bar

6. Riffle nut

7. Pawl

8. Rachet ring

9. Pengunci

D. Prinsip kerja jack hammer :

Udara masuk menekan piston, piston menekan batang bor dan bit. Sistemnya rotary Percusif.

Gambar 1.1

Jack Hammer

Gambar 1.2

Mata Bor

Prinsip kerja Jack Hammer yaitu rotary temperatur dengan menggunakan piston sebagai penggerak bor, pada gerakan naik turun yang terjadi disebabkan karena adanya tekanan udara yang tinggi dari kompresor dan adanya gaya perlawanan dari batuan saat pemboran.

E. Pehitungan.

Diketahui :

Jenjang (L) : 8 m

Burden (B) : 4 m

Spasi (S) : 7 m

Subdrilling : 1 m

Kedalaman Lubang bor (H) : 9 m

Densitas : 2,8 T/m³

CT : 4 menit

Effisiensi (Ek) : 83 %

Ditanya :

-. % produksi untuk dibongkar

Jawab :

Volume Setara ( V_eq) :

: 13,27 m³/m

Kecepatan Pemboran Rata-Rata (V_t) :

: 2,25 ^m/_menit

Produksi Mesin Bor (P) : V_eqx V_t x Ek x 60

: 13,27 m³/_menitx 2,25 ^m/_menitx 0,83 x 60

: 1486,9 m³/_jam

Tonase : P x densitas

: 1486,9 m³/_jam x 2,8 T/m³

: 4163,33 T/_jam

1.5 Kesimpulan

1. Pemboran merupakan tahapan dari kegiatan peledakan yang pertama karena untuk penyediaan lubang ledak agar hasil dari kegiatan peledakan sesuai dengan keinginan.

2. Faktor-faktor yang mempengaruhi pengeboran yaitu :

a. Sifat batuan yang akan dibor, seperti :

· Kekerasan batuan

· Kekuatan batuan

· Abrasifitas

· Elastisitas dan plastisitas

· Tekstur batuan

· Struktur geologi

· Karakteristik pecahan

b. Rock drillability

c. Geometri pemboran

d. Umur dan kondisi mesin bor

e. Keterampilan operator

3. Berdasarkan penggeraknya alat bor dibagi menjadi dua yaitu :

· Manual Driven : Hand Auger Drill

Bangka Bor

· Mechanic Driven : Percussion Drill

Rotary Drill

Rotary-Percussion Drill

4. Dasar pemakaian alat bor adalah :

· Jenis pekerjaan yang akan dilakukan ( surface atau underfround )

· Volume produksi yang akan direncanakan

· Sifat-sifat batuan

· Dimensi jenjang ( geometri pemboran )

· Kondisi kerja serta peralatan yang terkait ( fragmentasi )

BAB II

KOMPRESOR

1.1 Pendahuluan

Dalam pelaksanaan kegiatan pemboran diperlukan sumber tenaga untuk menggerakkan alat bor. Sumber tenaga tersebut berupa udara bertekanan tinggi yang dihasilkan oleh kompresor.

1.2 Latar Belakang Teori

1. Udara bertekanan tinggi yang dihasilkan oleh kompresor adalah sumber tenaga bagi alat bor misalnya jack hammer,CRD.

2. Disamping sebagai sumber tenaga untuk menggerakkan, mekanisme rangkaian alat bor, udara bertekanan tinggi tersebut juga berfungsi sebagai membersihkan lubang bor dan mendinginkan mata bor.

3. Klasifikasi kompresor berdasar cara kerjanya adalah :

· Resiprocating Compresor ( single stage, multi stage )

· Rotary Compressor

· Centrifugal Compressor

4. Udara bebas yang dihisap dan ditekan oleh kompresor adalah udara dengan tekanan atmosfer setempat, tidak terlalu bertekanan udara pada ketinggian nol permukaan air laut.

5. Proses penekanan udara ada dua macam, yaitu :

· Kompresi abiabatic

· Kompresi isothermis

1.3 Deskripsi

Udara bertekanan tinggi yang dihasilkan oleh Kompresor merupakan sumber tenaga bagi alat bor, seperti Jack Hammer dan Crawl Rock Drill (CRD) dll. Disamping sebagai sumber tenaga untuk menggerakkan rangkaian alat bor, udara bertekanan tinggi tersebut juga berfungsi untuk membersihkan lubang bor, mengangkat cutting, dan mendinginkan mata bor.

Klasifikasi kompresor berdasarkan cara kerjanya adalah sebagai berikut :

1. Resiprocating Compressor (single stage, multistage)

2. Rotary Compressor

3. Centrifugal Compressor

Kapasitas kompresor dinyatakan dalam Cubik Feed per Menit (CFM), yaitu udara bebas yang dihisap dan ditekan oleh kompresor merupakan udara pada kondisi tekanan udara bebas atau atmosfer (1 atm), yang berada pada batas permukaan air laut. Proses penekanan udara tersebut ada 2 macam :

1. Kompresi Adiabatik : Yaitu proses penekanan udara dimana tekanannya tetap.

2. Kompresi Isotermik : Yaitu proses penekanan udara dimana suhunya tetap.

Menurut tipenya kompresor dibagi menjadi 2 kelompok yang didasarkan pada tekanan yang dihasilkan yaitu :

· Perpindahan Dinamik (Dynamic Displacement) dimana peningkatan tekanan dicapai dengan cara akselerasi udara dengan suatu elemen rotasi dan aksi posterior dari sebuah diffuser. Kompresor sentifugal dan aksial masuk dalam kelompok ini.

· Perpindahan Positif (Positive Displacement), jenis ini yang dipakai untuk mesin bor, dimana tekanan tinggi diperoleh dengan cara menekan gas dalam ruang tertutup, mengurangi volume dengan gerakan satu atau beberapa elemen. Kompresor temper atau bolak-balik termasuk dalam kelompok ini. Jenis yang paling banyak dipakai untuk pemboran adalah kompresor piston (resiprocating), jika ia adalah stasioner, dan jenis sliding-vane atau rotary screw (helical) untuk model portable.

Perlengkapan kompresor yang paling penting dalam penggunaannya untuk pemboran antara lain :

1. Saringan hampa (vacuum filters), berfungsi menyaring udara luar sebelum masuk ke dalam sistem kompresor.

2. Pemisah air (water separator), berfungsi memisahkan uap air dari udara bertekanan sehingga dihasilkan udara yang kering.

3. Penyimpan udara (air receiver), berfungsi menyimpan udara bertekanan apabila kebutuhannya melebihi kapasitas kompresor, juga untuk pendinginan udaraserta mengumpulkan air dan oli ikutan, dan menyamakan variasi tekanan dalam suatu jaringan.

4. Lubrikator, berfungsi melumasi mesin bor dimana oli ditambahkan ke dalam udara bertekanan.

5. Penguat tekanan ( pressure multiplier atau booster )

6. Slang fleksibel ( flexsible hose )

Dalam pemilihan kompresor harus mempertimbangkan tekanan udara yang dibutuhkan alat bor, jika aliran udara bertekanan tidak mencakupi dapat berakibat :

1. Kecepatan pemboran

2. Biaya pemakaian mata bor dan batang bor meningkat

3. Konsumsi bahan temper bertambah

4. Perlu merawat lebih banyak kompresor

Jadi untuk menentukan kapasitas dan jumlah kompresor yang diperlukan dalam suatu operasi pemboran harus mempertimbangkan hal-hal seperti berikut :

1. Jumlah dan ukuran mesin bor yang harus dilayani

2. Ketinggian tempat kerja (berpengaruh pada tekanan udara bebas)

3. Luas tempat kerja (berpengaruh pada panjang jaringan dan kehilangan tekanan).

2.4 Pembahasan

a. Peralatan : Kompresor

b. Cara Kerja

1. Deskripsi Kompresor

2. Mekanisme Kerja Kompresor

c. Fungsi :

1. Bagian daripada alat pemboran.

2. Menghasilkan udara yang bertekanan tinggi untuk menggerakan alat bor.

d. Bagian kompresor

1. Pulley kecil

2. Pulley besar

3. Belt

4. Motor listrik

5. Kabel

6. Tabung udara

7. Indicator tekanan

8. Piston

9. Saringan

Gambar 2. 1

Kompresor

Keterangan :

1. Pulley Besar

2. Pulley Kecil

3. Klep Pengunci

4. Saringan Udara

5. Tabung Udara

Prinsip kerja kompresor :

1. Pulley bergerak.

2. Piston turun dan katup isap terbuka kemudian menghisap udara.

3. Piston naik udara dibuang (katup buang terbuka) udara masuk ke lubang.

Menghitung volume udara yang dihasilkan kompresor per cm³/menit.

Diketahui :

Diameter pulley besar = 18 cm

Diameter pulley kecil = 8 cm

Diameter silinder ( d ) = 5 cm

Panjang langkah ( t ) = 4 cm

RPM = 1420 rpm

Jawab :

Keliling pulley besar = π d = π x 18 cm = 3,14 x 18 = 56,52 cm

Keliling pulley kecil = π d = π x 8 cm =3,14 x 8 = 25,13 cm

Volume langkah = Luas silinder x Panjang langkah luas silinder

= ¼. Π d² x t

= ¼ (3,14) (5 cm)² x 4 cm

= 78,52 cm³

Volume udara yang dihasilkan =

x RPM x Volume langkah

x 1420 rpm x 78,52 cm³

= 49046,8 cm³/_menit

= 49046,8 dm³/_menit x

= 1731,878 x 10^-3 ft³ /_menit

2.5 Kesimpulan

1. Kompresor merupakan alat yang berfungsi menghasilkan udara bertekanan tinggi yang merupakan sumber tenaga bagi alat bor. Energi yang dihasilkan oleh mesin bor merupakan energi potensial ( udara bertekanan ) yang kemudian oleh mesin bor akan diubah menjadi energi mekanik.

2. Udara bertekanan yang dihasilkan oleh kompresor berguna untuk :

· Menggerakkan mesin bor.

· Membersihkan lubang bor guna mengangkat cutting.

· Mendinginkan mata bor.

3. Kegiatan yang pertama kali sebelum dilakukan peledakan adalah penyediaan lubang tembak yang dilakukan melalui pengeboran batuan dengan menggunakan alat bor.

DAFTAR PUSTAKA

Koesnaryo S, (2001), Pemboran Untuk Penyediaan Lubang Ledak, Teknik Pertambangan, UPN ‘Veteran’ Yogyakarta
Nurkhamim,(2006), Buku Petunjuk Praktikum Teknik Peledakan, Laboratorium Pemboran & Peledakan Jurusan Teknik Pertambangan, UPN ‘Veteran’ Yogyakarta

3. Singgih Saptono (2006), Teknik peledakan, Jurusan Teknik Pertambangan, UPN ‘Veteran’ Yogyakarta.

BAB I

PEMBORAN

1.1 Pendahuluan

Dalam penetrasi batuan (pemboran, cutting dll) pada suatu lubang bor biasanya dilakukan secara mekanik dan kadang-kadang termik atau hidrolik. Tujuan dari penetrasi batuan antara lain untuk :

a.Penempatan bahan peledak atau keperluan lain yang memerlukan
lubang berukuran kecil.

b.Membuat bukaan tambang atau terowongan (tunnel) final.

c.Mengekstraksi produk mineral sesuai ukuran dan bentuk yang diijinkan
(batu dimensi).

1.2 Latar Belakang Teori

Sistem pemboran berdasarkan dengan tingkat keterterapannya dibagi menjadi 8 (delapan) macam yaitu :

1. Mekanik : perkusif, rotari, rotari-perkusif

2. Termal : pembakaran, plasma, cairan panas, pembekuan

3. Hidroulik : pancar (jet), erosi, cavitasi

4. Sonik : vibrasi frekuensi tinggi

5. Kimiawi : microblast, disolusi

6. Elektrik : elektric arc, induksi magnetis

7. Seismik : sinar laser

8. Nuklir : fusi, fisi

1.3 Deskripsi

A. Sistem Pemboran

1. Sistem Pemboran Mekanik

a. Bor Tumbuk ( Percussion Drill )

b. Bor Putar-Tumbuk ( Rotary-Percussion Drill )

· Top Hammer

· Down the Hole Hammer (DTH Hammer)

c. Bor Putar ( Rotary Drill )

2. Sistem Pemboran Manual

Prinsip kerja dari manual driven sangat sederhana karena hanya menggunakan tenaga manusia sebagai tenaga penggerak. Contoh : Auger Drill, Bangka Bor, Churn Drill, Bor Mesin Semprot ( BMS ).

B. Perlengkapan Metode Pemboran Rotari Percussion

· Integral Drill Steels

· Extension Drill Steels

Extension Drill Stells terdiri dari empat komponen utama yang dapat dipisahkan satu sama lain. Komponen utama tersebut adalah :

1. Mesin bor

Mesin bor adalah alat yang mengubah energi potensial ( yang berupa udara bertekanan dari kompresor ) menjadi energi mekanik penggerak piston dan drill rod.

2. Shank Adaptors

3. Coupling

Coupling digunakan untuk menghubungkan batang bor yang satu dengan yang lainnya sampai kedalaman lubang bor yang diinginkan.

4. Drill Rod

Drill rod merupakan bagian yang menggerakkan bit ( mata bor ) atau sebagai tempat mata bor.

5. Mata Bor (Bit)

Mata Bor merupakan pengguna energi terakhir dari mesin bor yang langsung mengenai batuan. Mata Bor (Bit) ada dua macam yaitu :

a. Deteacable Bit

Disebut Deteacable Bit apabila bitnya diganti-ganti tidak menyatu dengan Drill Rod. Pada Jack Hammer, Deteacable Bit ini dikenal juga dengan Soket.

b. Forget Bit

Disebut Forget Bit apabila menyatu dengan drill rod dan bitnya tidak lepas. Pada Jack Hammer, Forget Bit ini dikenal juga dengan nama Chiel.

B. Faktor Yang Mempengaruhi Kinerja Pemboran

Kinerja suatu mesin bor dipengaruhi oleh faktor-faktor sifat batuan yang di bor, rock drillability, geomeetri pemboran, umur dan kondisi mesin bor, dan ketrampilan operator.

1. Sifat Batuan

Sifat batuan yang berpengaruh pada penetrasi dan sebagai konsekuensi pada pemiliha metode pemboran, yaitu :

· Kekerasan Batuan

Tabel 1.1

Kekerasan Batuan dan Kekuatan Batuan

Klasifikasi	Skala Mohs	Kuat Tekan Batuan (MPa)
Sangat Keras Keras	+ 7 6 – 7	+ 200 120 - 200
Kekerasan Sedang Cukup Lunak	4.5 – 6 3 – 4.5	60 - 120 30 - 60
Lunak Sangat Lunak	2 - 3 1 - 2	10 - 30 - 10

· Kekuatan Batuan (strength)

Kekuatan mekanik suatu batuan adalah suatu sifat dari kekerasan terhadap gaya luar, baik itu kekuatan staik maupun dinamik. Pada prinsipnya, kekuatan batuan tergantung padakomposisi mineralnya.

· Abrasivitas

▪ Kekerasan batuan

▪ Bentuk butir

▪ Ukuran butir

▪ Porositas batuan

▪ Ketidaksamaan penyusun batuan

· Elastisitas

· Plastisitas

Tabel 1.2

Sifat Fisik Dan Mekanik dari Batuan Sedimen

Batuan Sedimen	Modulus Elastisitas 10⁴x (MPa)	Nisbah Poisson	Porositas
Dolomit	1,96 – 8,24	0,08 – 0,2	0,27 – 4,10
Limestone	0,98 – 7,85	0,1 – 0,2	0,27 – 4,10
Sandstone	0,49 – 8,43	0,066 – 0,125	1,62 – 26,40
Shale	0,8 – 3,0	0,11 – 0,54	20,0 – 50,0

· Tekstur Batuan

· Struktur Geologi

Penyesuaian kelurusan lubang ledak, aktivitas pemboran, dan kemantapan lubang ledak dipengaruhi oleh struktur geologi seperti patahan, rekahan, kekar, bidang perlapisan.

· Karakteristik Pecahan

2. Rock Drillability

3. Geometri Pemboran

4. Umur dan Kondisi Mesin Bor

Umur dan kondisi mesin bor sangat berpengaruh, karena semakin lama umur alat bor maka pemakaian kemampuan alat semakin turun

5. Keterampilan Operator

Keterampilan operator tergantung pada individu masing-masing yang dapat diperoleh dari latihan dan pengalaman kerja.

1.4 Pembahasan

A. Bagian-bagian alat bor :

1. Batang bor

2. Jack hammer

3. Jack leg

4. Pic hammer

5. Bit

B. Macam bit :

1. Tricone bit (untuk batuan lunak – sedang)

2. Button bit

3. Diamond bit

4. X bit

5. Coupling bit

6. Drag bit

7. Chisel bit

8. Cross bit

C. Bagian Jack Hammer :

1. Penutup

2. Rumah piston

3. Piston

4. Chuck housing

5. Riffle bar

6. Riffle nut

7. Pawl

8. Rachet ring

9. Pengunci

D. Prinsip kerja jack hammer :

Udara masuk menekan piston, piston menekan batang bor dan bit. Sistemnya rotary Percusif.

Gambar 1.1

Jack Hammer

Gambar 1.2

Mata Bor

E. Pehitungan.

Diketahui :

Jenjang (L) : 8 m

Burden (B) : 4 m

Spasi (S) : 7 m

Subdrilling : 1 m

Kedalaman Lubang bor (H) : 9 m

Densitas : 2,8 T/m³

CT : 4 menit

Effisiensi (Ek) : 83 %

Ditanya :

-. % produksi untuk dibongkar

Jawab :

Volume Setara ( V_eq) :

: 13,27 m³/m

Kecepatan Pemboran Rata-Rata (V_t) :

: 2,25 ^m/_menit

Produksi Mesin Bor (P) : V_eqx V_t x Ek x 60

: 13,27 m³/_menitx 2,25 ^m/_menitx 0,83 x 60

: 1486,9 m³/_jam

Tonase : P x densitas

: 1486,9 m³/_jam x 2,8 T/m³

: 4163,33 T/_jam

1.5 Kesimpulan

1. Pemboran merupakan tahapan dari kegiatan peledakan yang pertama karena untuk penyediaan lubang ledak agar hasil dari kegiatan peledakan sesuai dengan keinginan.

2. Faktor-faktor yang mempengaruhi pengeboran yaitu :

a. Sifat batuan yang akan dibor, seperti :

· Kekerasan batuan

· Kekuatan batuan

· Abrasifitas

· Elastisitas dan plastisitas

· Tekstur batuan

· Struktur geologi

· Karakteristik pecahan

b. Rock drillability

c. Geometri pemboran

d. Umur dan kondisi mesin bor

e. Keterampilan operator

3. Berdasarkan penggeraknya alat bor dibagi menjadi dua yaitu :

· Manual Driven : Hand Auger Drill

Bangka Bor

· Mechanic Driven : Percussion Drill

Rotary Drill

Rotary-Percussion Drill

4. Dasar pemakaian alat bor adalah :

· Jenis pekerjaan yang akan dilakukan ( surface atau underfround )

· Volume produksi yang akan direncanakan

· Sifat-sifat batuan

· Dimensi jenjang ( geometri pemboran )

· Kondisi kerja serta peralatan yang terkait ( fragmentasi )

BAB II

KOMPRESOR

1.1 Pendahuluan

Dalam pelaksanaan kegiatan pemboran diperlukan sumber tenaga untuk menggerakkan alat bor. Sumber tenaga tersebut berupa udara bertekanan tinggi yang dihasilkan oleh kompresor.

1.2 Latar Belakang Teori

1. Udara bertekanan tinggi yang dihasilkan oleh kompresor adalah sumber tenaga bagi alat bor misalnya jack hammer,CRD.

2. Disamping sebagai sumber tenaga untuk menggerakkan, mekanisme rangkaian alat bor, udara bertekanan tinggi tersebut juga berfungsi sebagai membersihkan lubang bor dan mendinginkan mata bor.

3. Klasifikasi kompresor berdasar cara kerjanya adalah :

· Resiprocating Compresor ( single stage, multi stage )

· Rotary Compressor

· Centrifugal Compressor

4. Udara bebas yang dihisap dan ditekan oleh kompresor adalah udara dengan tekanan atmosfer setempat, tidak terlalu bertekanan udara pada ketinggian nol permukaan air laut.

5. Proses penekanan udara ada dua macam, yaitu :

· Kompresi abiabatic

· Kompresi isothermis

1.3 Deskripsi

Klasifikasi kompresor berdasarkan cara kerjanya adalah sebagai berikut :

1. Resiprocating Compressor (single stage, multistage)

2. Rotary Compressor

3. Centrifugal Compressor

1. Kompresi Adiabatik : Yaitu proses penekanan udara dimana tekanannya tetap.

2. Kompresi Isotermik : Yaitu proses penekanan udara dimana suhunya tetap.

Menurut tipenya kompresor dibagi menjadi 2 kelompok yang didasarkan pada tekanan yang dihasilkan yaitu :

Perlengkapan kompresor yang paling penting dalam penggunaannya untuk pemboran antara lain :

1. Saringan hampa (vacuum filters), berfungsi menyaring udara luar sebelum masuk ke dalam sistem kompresor.

2. Pemisah air (water separator), berfungsi memisahkan uap air dari udara bertekanan sehingga dihasilkan udara yang kering.

4. Lubrikator, berfungsi melumasi mesin bor dimana oli ditambahkan ke dalam udara bertekanan.

5. Penguat tekanan ( pressure multiplier atau booster )

6. Slang fleksibel ( flexsible hose )

Dalam pemilihan kompresor harus mempertimbangkan tekanan udara yang dibutuhkan alat bor, jika aliran udara bertekanan tidak mencakupi dapat berakibat :

1. Kecepatan pemboran

2. Biaya pemakaian mata bor dan batang bor meningkat

3. Konsumsi bahan temper bertambah

4. Perlu merawat lebih banyak kompresor

Jadi untuk menentukan kapasitas dan jumlah kompresor yang diperlukan dalam suatu operasi pemboran harus mempertimbangkan hal-hal seperti berikut :

1. Jumlah dan ukuran mesin bor yang harus dilayani

2. Ketinggian tempat kerja (berpengaruh pada tekanan udara bebas)

3. Luas tempat kerja (berpengaruh pada panjang jaringan dan kehilangan tekanan).

2.4 Pembahasan

a. Peralatan : Kompresor

b. Cara Kerja

1. Deskripsi Kompresor

2. Mekanisme Kerja Kompresor

c. Fungsi :

1. Bagian daripada alat pemboran.

2. Menghasilkan udara yang bertekanan tinggi untuk menggerakan alat bor.

d. Bagian kompresor

1. Pulley kecil

2. Pulley besar

3. Belt

4. Motor listrik

5. Kabel

6. Tabung udara

7. Indicator tekanan

8. Piston

9. Saringan

Gambar 2. 1

Kompresor

Keterangan :

1. Pulley Besar

2. Pulley Kecil

3. Klep Pengunci

4. Saringan Udara

5. Tabung Udara

Prinsip kerja kompresor :

1. Pulley bergerak.

2. Piston turun dan katup isap terbuka kemudian menghisap udara.

3. Piston naik udara dibuang (katup buang terbuka) udara masuk ke lubang.

Menghitung volume udara yang dihasilkan kompresor per cm³/menit.

Diketahui :

Diameter pulley besar = 18 cm

Diameter pulley kecil = 8 cm

Diameter silinder ( d ) = 5 cm

Panjang langkah ( t ) = 4 cm

RPM = 1420 rpm

Jawab :

Keliling pulley besar = π d = π x 18 cm = 3,14 x 18 = 56,52 cm

Keliling pulley kecil = π d = π x 8 cm =3,14 x 8 = 25,13 cm

Volume langkah = Luas silinder x Panjang langkah luas silinder

= ¼. Π d² x t

= ¼ (3,14) (5 cm)² x 4 cm

= 78,52 cm³

Volume udara yang dihasilkan =

x RPM x Volume langkah

x 1420 rpm x 78,52 cm³

= 49046,8 cm³/_menit

= 49046,8 dm³/_menit x

= 1731,878 x 10^-3 ft³ /_menit

2.5 Kesimpulan

2. Udara bertekanan yang dihasilkan oleh kompresor berguna untuk :

· Menggerakkan mesin bor.

· Membersihkan lubang bor guna mengangkat cutting.

· Mendinginkan mata bor.

3. Kegiatan yang pertama kali sebelum dilakukan peledakan adalah penyediaan lubang tembak yang dilakukan melalui pengeboran batuan dengan menggunakan alat bor.

DAFTAR PUSTAKA

Koesnaryo S, (2001), Pemboran Untuk Penyediaan Lubang Ledak, Teknik Pertambangan, UPN ‘Veteran’ Yogyakarta
Nurkhamim,(2006), Buku Petunjuk Praktikum Teknik Peledakan, Laboratorium Pemboran & Peledakan Jurusan Teknik Pertambangan, UPN ‘Veteran’ Yogyakarta

3. Singgih Saptono (2006), Teknik peledakan, Jurusan Teknik Pertambangan, UPN ‘Veteran’ Yogyakarta.

DAFTAR PUSTAKA

DAFTAR PUSTAKA

Blog Archive

Followers

ARMIKO PRATAMA

Enews And Updates

Advertisement

Blogroll

About

Blogger templates

Blogger news

Popular Posts

Blog Archive

About Me