Makalah Bahan Peledak

Bahan Peledak & Peledakan

Dalam penambangan suatu endapan bahan galian yang keras dan kompak, maka pemberaiannya dilakukan dengan cara pemboran dan peledakan. Urutan pekerjaan peledakan adalah; Pemboran, Pemuatan atau Pengisisan Bahan Peledak, Penyambungan Rangkaian Peledakan, dan Penembakan atau Peledakan.

Namun demikian dalam melakukan penambangan, sebelum melakukan peledakan maka pengetahuan tentang; (jenis dan sifat batuan); (pengetahuan tentang bor dan pemboran); (bahan peledak dan bagaimana merancang suatu peledakan); mutlak harus diketahui. Berikut ini akan dijelaskan tentang hal tersebut.

A. BATUAN

1. Klasifikasi batuan menurut sumbernya dibedakah atas:a. Batuan beku (igneous rock)b. Batuan sedimen (sedimentary rock)c. Batuan malihan (metamorphic rock)

2. Sifat-sifat Teknis BatuanSifat-sifat teknis penting dari batuan yang mempengaruhi kegiatan pemboran adalah : - Kekerasan- ‘‘Abrasiveness’- Tekstur - Struktur - ‘Breaking characteristic’- ‘Rock drillability’

B. PEMBORAN (Drilling)

Sebelum membahas metoda pemboran yang sesuai untuk bermacam-macam jenis pekerjaan peledakan, perlu diketahui klasifikasi alat bor berdasarkan jenis gerakan gaya yang dipergunakan untuk memecahkan batuan pada waktu pemboran, yaitu :

1. ‘Percussive’. Batuan dipecahkan oleh tumbukan berulang kali.a. Pneumatic rock drillb. Down the hole drillc.Independent-rotation drilld. Motor drille. Cable tool chum drill

2. ‘Attritive’. Batuan digerus oleh kekuatan abrasi.a. Diamond drillb. Chilled shot atau Calyx drill

3. ‘ Rotative-Cutting’. Batuan dipotong atau diserut. Jenisnya adalah ‘Auger drill’

4. ‘Rotative-Shearing’. Batuan dipecahkan oleh kekuatan baji atau geseran.a. Drag – bit drill

Buku Pegangan Peserta Hal. 1 - 56Balai Diklat Tambang Bawah Tanah Copyright BDTBT – 2003Pusdiklat Teknologi Mineral & Batubara

BAHAN PELEDAK DAN PELEDAKAN


b. Rotary – Percusive drill

5. ‘Rotary – Crushing’. Batuan dipecahkan oleh kekuatan baji dari daya tekan yang terus menerus (steady thrust). Jenisnya adalah ‘heavy rotary drill’

Dari lima jenis alat pemboran diatas, yang sering dipakai dalam kegiatan pertambangan hanya 2, yakni ; Percusive dan Rotary-Crushing.

Faktor-faktor yang mempengaruhi pemilihan bor adalah :

a. Diameter lubang ledakb. Kedalaman lubang ledakc. Jenis batuand. Kondisi lapangan dan jalan masuke. Fragmentasi dan produksi yang dibutuhkan atau ditentukanf. Biaya pemborang. Peraturan-peraturan yang harus dipatuhi

Pemboran Pada Tambang Terbuka (Kuari) & Proyek Konstruksi

Metode pemboran yang utama dipergunakan dalam tambang terbuka (kuari) dan proyek konstruksi adalah pemboran lubang ledak vertikal atau miring.

Dalam pemilihan alat bor untuk tambang terbuka dan kuari yang memakai metode peledakan jenjang, maka faktor-faktor ukuran dan kedalaman lubang ledak, jenis batuan, kondisi lapangan dan lain sebagainya harus selalu diperhatikan.

Jenis batuan menentukan pemilihan dari alat bor. ‘Percusive’ atau ‘Rotary-crushing’ dipakai untuk batuan yang keras, sedangkan ‘rotary-cutting’ dipakai untuk batuan sedimen. Kekerasan dan komposisi mineral dari batuan adalah faktor yang menyebabkan cepat atau lambatnya keausan mata bor (bit) dan batang bor (drill steel) alat bor.

Tinggi jenjang adalah parameter yang dihubungkan dengan ukuran lainnya. Tinggi jenjang dapat ditentukan dahulu dan parameter lainnya disesuaikan atau tinggi jenjang ditentukan setelah mempertimbangkan aspek-aspek lainnya. Pada tambang terbuka dan kuari diusakan agar tinggi jenjang ditentukan lebih dahulu. Tinggi jenjang maksimum ditentukan oleh peralatan bor yang tersedia, misalnya panjang batang bor (drill-rod) dan ukuran alat bor (rock-drill).

Dalam hal lubang ledak dengan diameter besar, maka pertimbangan yang dipakai untuk menentukan tinggi jenjang adalah faktor keselamatan kerja, yaitu mencegah batuan longsor dari permukaan jenjang. Tinggi jenjang jarang melebihi 15m kecuali kalau ada pertimbangan lain.

Faktor-faktor yang merupakan kerugian bagi pemboran pada jenjang yang tinggi adalah : Kehilangan tenaga pada sambungan-sambungan batang bor (drill-steel) Deviasi dalam pemboran, yakni lubang ledak menyimpang dari arah yang

direncanakan.



Tinggi jenjang harus dipertimbangkan apabila menentukan jenis peralatan bor dan diameter lubang ledak. Pada umumnya bila jenjang rendah, memerlukan lubang ledak berdiameter kecil, sedangkan lubang bor berdiameter besar dipakai untuk jenjang yang lebih tinggi.

Diameter lubang ledak. Faktor penting dalam mentukan ukuran diameter lubang ledak adalah besarnya produksi peledakan. Diameter yang lebih besar akan memberikan produksi yang lebih tinggi. Faktor lain yang mempengaruhi pemilihan ukuran diameter lubang ledak adalah pragmentasi batuan yang dikehendaki dan batas getaran yang diizinkan.

Kondisi lapangan sangat mempengaruhi pemilihan peralatan bor yang dipakai. Untuk proyek teknik sipil, dimana kondisi lapangan tidak teratur, maka alat bor yang dipilih adalah ‘crawler rock drill’. Sedangkan pada kuari atau tambang terbuka dengan permukaan jenjang yang sudah rata dapat dipakai alat bor diatas ban karet.

Peraturan atau undang-undang setempat. Pekerjaan peledakan yang dilakukan di daerah kota yang dekat dengan gedung atau bangunan lainnya akan dipengaruhi oleh batasan getaran spesifik akibat peledakan yang diizinkan. Hal ini akan membatasi pula jumlah muatan bahan peledak per lubang ledak. Untuk memenuhi ketentuan diatas, maka dipakai lubang tembak dengan diameter kecil dan jenjang yang rendah.

Fragmentasi adalah istilah yang menggambarkan ukuran dari pecahnya batuan setelah peledakan. Fragmentasi yang dibutuhkan tergantung pada kegunaan dari pecahan batuan hasil peledakan tersebut. Apabila dipakai sebagai suatu pemecah ombak (break water), maka diperlukan fragmentasi yang sangat besar. Tetapi pada umumnya fragmentasi dipengaruhi juga oleh proses selanjutnya. Contohnya; fragmentasi yang lebih kecil dikehendaki sebagai umpan proses peremukan (crushing). Sebagai pedoman umum, lubang ledak yang berdiameter besar akan memberikan fragmentasi yang lebih besar pula.

Alat Bor Yang Umum Dipergunakan Dalam Tambang Terbuka (kuari) dan Proyek Konstruksi

Prinsip pemboran adalah mendapatkan kualitas lubang tembak yang tinggi, yang dihasilkan oleh pemboran yang cepat dalam posisi yang tepat.Pemboran dapat dilakukan dengan tiga macam alat bor :

a. Top hammer drilling- hydraulic self - contained drilling (termasuk compresor & seluruh peralatan)- pneumatic dril dengan portable air compressor

b. Down the hole (DTH) drilling- pneumatic operated carrier dengan portable air compressor- hydraulic operated self contained carrier

c. Rotary drilling- pemboran untuk rotary crushing- pemboran untuk rotary cutting

Empat komponen gerakan utama yang terlibat dalam proses pemboran adalah : ‘Feed, Rotation, Percussion, and Flushing.’



Metode ‘percussive drilling’ menggunakan keempat komponen gerakan diatas, sedangkan ‘rotary drilling’ tidak memakai komponen gerakan ‘percussion’, sebagai kompensasi adalah menambah gaya ‘feed’ dan ‘rotation torque’.

Mata bor yang digunakan untuk ‘percussion’, ‘rotary crushing’ atau ‘rotary cutting’ menembus batuan dengan energi yang dihasilkan oleh alat-bor. Koordinasi dari ‘percussion’, ‘rotation’, ‘cutting action’ dan gaya dari ‘feed’ dengan geometri dari mata bor memungkinkan mata bor menembus batuan.Jumlah batuan yang harus digali atau diledakkan dan jadwal dari operasi biasanya menentukan diameter lubang tembak dan ukuran peralatan bor yang dipergunakan, sedangkan metode pemboran tergantung pada sifat-sifat fisik dan geologi dari batuan yang akan digali atau diledakkan.

PEMBORAN PADA TAMBANG BAWAH TANAH

Pemboran pada tambang bawah tanah dibagi menjadi dua, yaitu: Pemboran untuk pembuatan jalan masuk pada tambang bawah tanah seperti

terowongan buntu (adit), lubang naik (raise and winze) dan lain-lain. Pemboran untuk produksi di dalam tambang (stope)

Jenis peralatan bor dan kriteria pemilihan alat-bor yang dipakai di tambang bawah tanah sama dengan yang dipakai di tambang terbuka.

1. Pemboran Untuk Pembuatan jalan MasukPemboran untuk jalan masuk atau terowongan buntu (adit) dapat dilakukan dengan memakai cara:

a. ‘Full face excavation’, yaitu seluruh permukaan terowongan diledakkan dalam satu tahap. Biasanya dilaksanakan untuk terowongan yang luas permukaannya relatif kecil, tetapi dapat juga untuk terowongan yang mempunyai ukuran sampai 100 meter persegi bila kondisi batuan memungkinkan.

b. ‘Split section excavation’, dipakai untuk terowongan yang ukurannya besar atau apabila kekuatan batuan tidak memungkinkan untuk diledakkan sekaligus untuk seluruh penampang terowongan. Metoda yang dipakai adalah membagi peledakan menjadi dua tahap, yakni ‘Top heading’ dan di jenjang. ‘Top heading’ dilakukan di bagian atas penampang, lalu digali lebih dahulu sepanjang terowongan. Baru berikutnya diikuti dengan peledakan pada jenjang dengan memakai pemboran horizontal ataupun vertikal.

Pemboran dalam ‘full face excavation’ mempunyai pola tertentu, tujuannya untuk mendapatkan hasil peledakan yang paling ekonomis. Jumlah dan macam peralatan bor yang dipakai sangat dipengaruhi oleh ukuran penampang terowongan dan kemajuan yang direncanakan.

Pada ‘split section excavation’ yang terdiri dari kombinasi ‘top heading’ dan jenjang dengan lubang horizontal, jumlah dan macam peralatan bor yang dipakai di ‘top heading’ dan jenjang adalah sama. Sedangkan untuk ‘split section excavation’, yang terdiri dari ‘top heading’ dan jenjang dengan lubang bor vertikal, jumlah dan macam peralatan bor yang dipakai di ‘top heading’ dan jenjang tidak sama.



2. Peralatan bor untuk terowongan

Operasi pemboran hanya merupakan salah satu bagian dari seluruh daur pekerjaan. Peralatan pemboran, pemuatan dan pengangkutan batuan harus dipilih secara terpadu, sehingga kombinasi tersebut efisien dan serasi.

Peralatan bor yang dipergunakan untuk terowongan ukuran kecil sampai ukuran besar, dari ‘hand held equipment’ sampai dengan ‘rig-mounted rock drill’ kini sudah banyak jenisnya .

3. Pemboran untuk produksi tambang bawah tanah

Pemilihan peralatan bor untuk tambang bawah tanah adalah kompleks. Pemilihan peralatan didasarkan pada faktor-faktor yang bervariasi dari satu penggunaan ke penggunaan yang lain. Oleh sebab itu disini diperlihatkan berbagai tinjauan dari kebiasaan dalam praktek dan peralatan yang tersedia.

Peralatan bor untuk produksi dalam tambang bawah tanah dapat dikelompokkan menjadi tiga kelompok, yakni;a. hand held rock drillb. mechanized drifting jumbosc. production drill rigs

‘Hand held rock drill’ dipakai pada operasi tambang kecil maupun besar. Keuntungannya adalah serba guna dan ringan.

‘Mechanized drifting jumbos’ dibuat dalam bermacam-macam model agar sesuai dengan kebutuhan dalam tambang yang berbeda-beda susunan atau tata ruangnya.

‘Production drill rigs’ dirancang sesuai dengan kebutuhan khusus untuk macam-macam metoda penambangan, seperti ‘long-holoe drilling’, ‘sub level stoping’ dan lain sebagainya.

C. BAHAN PELEDAK

Sejak awal perkembangan industri bahan peledak komersial sampai sekarang, telah banyak penelitan yang dilakukan guna mendapatkan sistem yang paling efisien untuk menggali bahan galian atau bahan mentah dari dalam bumi. Sejarah perkembangan bahan peledak dimulai dari black powder sampai dengan bahan peledak modern.

1. BLACK POWDER

Abad 13, Abd. Allah (Arabian) pertama kali menyebut salpeter dalam tulisannya, dan menamakan black powder sebagai chinese snow.

Buku Pegangan Peserta Hal. 5 - 56

Balai Diklat Tambang Bawah Tanah Copyright BDTBT – 2003Pusdiklat Teknologi Mineral & Batubara


1917, Perang dunia I,Pemakaian black powder sebanyak 227.118.525 lb1930-1940 Banyak pabrik black powder ditutup karena kekurangan pasaran.1973 Du Pont tidak memasarkan lagi black powder.

2. DYNAMITES

1846, Ascanio Sobero, Menemukan nitroglycerin 1936, Biazzi, Mendemonstrasikan proses menerus untuk produksi nitroglycerin

di Eropa.1950’s, Ammonium nitrate dicampur dengan bermacam-macam bahan bakar

mulai menggantikan sejumlah besar penggunaan nitroglycerin dynamites.

Water gel dikomersilkan.1974, Du Pont, Lebih tertarik pada usaha ‘water gel explosives’, yang diberi

nama dagang ‘Tovex’.

3. Ammonium Nitrate dan Water Gel Tovex

1659, J.R. Glauber, Membuat dan menguraikan nitrate. 1970, Du Pont, Mengembangkan program tovex berdiameter kecil.1974, Du Pont, Mengganti Du Pont dynamite dengan ‘Tovex’ water gels.

4. Initiating Devices

1745 Doctor Watson, Meledakkan black powder memakai bunga api listrik (electric spark), the royal society of England

1750 Ben Franklin, Memperbaiki cara Watson dengan memadatkan black powder dalam kotak.

1950, Dikembangkan delay connector untuk sumbu ledak yang memberikan

suatu delay yang relatif tepat dari sumbu ledak.1960, ‘Low energy detonating cord’ diperkenalkan, yang menyebabkan

perbaikan dari ‘Non eletrical detonating system’.1976, Diperkenalkan ‘non eletronical delay cap’ yang memberikan perbaikan

waktu dan pengurangan tingkat kegaduhan (noise evel).

D. KLASIFIKASI DAN SIFAT-SIFAT BAHAN PELEDAK

1. KLASIFIKASI BAHAN PELEDAK

Peledakan adalah metode pemberaian batuan dalam tambang dan proyek konstruksi yang paling utama disamping cara-cara lain.



Berdasarkan pada perbedaan dalam bentuk energi yang dipergunakan untuk memberai batuan, maka pemberaian batuan dapat dilaksanakan dengan berbagai metode (lihat tabel 1).

Dari metode yang disebutkan di bawah ini, hanya energi kimia atau metode peledakan yang dipergunakan secara luas untuk pemberaian batuan yang kuat. Kecuali bahan peledak kimia, masih ada jenis bahan peledak lain, yaitu bahan peledak mekanis (mechanical explosive) dan nuklir (nuclear) seperti yang tercantum dalam klasifikasi bahan peledak menurut J.J. Manon (lihat gambar 1).

Tabel 1Klasifikasi Metode Pemecahan Batuan

Berdasarkan Pada Energi Yang Dipergunakan

Bentuk energi yang dipergunakan

Metode Alat atau mesin yangdipergunakan

Kimia

Mekanis

Fluida

Listrik

Peledakan

Pneumatic

Ripping

Impact

Menyemprot tanah (soil)Menyembur batuan

Electric arc atau lompatanListrik.

High explosives, blasting agent, liquid oxygen (LOX), black powder.

Udara bertekanan tinggi, silinder carbondioxide.

Ripper teeth, dozer blade

Hydraulic impact hammer, drop ball.

Hydraulicking (monitor)

Hydraulic jetEletctrofac machines

Bahan Peledak

Mekanis Kimia Nuklir (Mechanical) (Chemica) (Nuclear)

Bahan peledak kuat Bahan peledak lemah Buku Pegangan Peserta Hal. 7 - 56

Balai Diklat Tambang Bawah Tanah Copyright BDTBT – 2003Pusdiklat Teknologi Mineral & Batubara


(high explosives) (low explosives)

Primer Sekunder Permisible Non Permissible(primary) (Secondary)

Gambar 1Klasifikasi Bahan Peledak Menurut J.J. Manon

Menurut klasifikasi J.J. Manon, Permissible explosives digolongkan dalam bahan peledak lemah, hal tersebut kurang tepat karena tidak semua Permissible explosives merupakan bahan peledak lemah, sehingga sebaiknya dipakai klasifikasi bahan peledak yang lain (lihat gambar 2).

Bahan Peledak

Mekanis Kimia Nuklir (Mechanical) (Chemica) (Nuclear)

Bahan peledak kuat Bahan peledak lemah (high explosives) (low explosives)

Bahan Peledak Kuat Yang Asli Blasting Agent Non Permissible (True High Explosives)

Gambar 2Klasifikasi Bahan Peledak

2. BAHAN PELEDAK KIMIA

Bahan peledak kimia adalah senyawa kimia atau campuran senyawa kimia yang apabila dikenakan panas, gesekan atau kejutan (shock) secara cepat dengan sendirinya akan bereaksi dan terurai (exothermic decomposition).

Penguraian ini menghasilkan produk yang lebih stabil, umumnya berupa gas-gas bertekanan tinggi karena gas-gas tersebut mengembang pada suhu tinggi akibat panas yang dihasilkan dari reaksi eksotermis.

Besarnya tenaga yang dihasilkan suatu bahan peledak terutama tergantung pada jumlah panas yang dihasilkan selama peledakan.



Ada dua macam istilah untuk reaksi yang terjadi pada bahan peledak kimia, yaitu “detonation” dan “deflageration”. Detonation menunjukkan reaksi kimia yang terjadi melalui bahan peledak dengan kecepatan yang lebih cepat daripada kecepatan suara, sedangkan deflageration menunjukkan reaksi kimia yang lebih lambat daripada kecepatan suara.

a. Bahan peledak lemah (low explosives)Bahan peledak lemah adalah campuran dari potasium nitrat atau sodium nitrat, sulphur, dan charcoal yang biasa disebut “black powder”.

b. Bahan peledak kuat (Hight explosives) Berdasarkan fungsinya bahan-bahan (ingredients) yang dipergunakan untuk membuat bahan peledak kuat diklasifikasikan sebagai berikut:1) Bahan peledak dasar (explosives bases)2) Bahan bakar (combustibles)3) Pembawa oksigen (oxygen carries), antacids4) Penyerap (absorbents)



Tabel 2Bahan-bahan yang dipakai dalam campuran bahan peledak

3. KOMPOSISI KIMIA BAHAN PELEDAK

Bahan peledak kuat yang diperdagangkan pada umumnya diharapkan menghasilkan panas peledakan (heat of explosion) setinggi mungkin, memberikan energi yang maksimum dan menghindari terbentuknya gas-gas beracun (fumes). Bahan peledak komersial merupakan campuran bahan-bahan sedemikian rupa sehingga dicapai keadaan oxygen balance) (sedapat mungkin mendekati zero oxygen balance).

Umumnya produk yang dikehendaki dari suatu peledakan adalah uap air (steam, H2O), carbon dioxide (CO2), gas nitrogen (free molecular nitrogen, N2) dan oksida padat (solid oxides) semuanya adalah relatif lamban (inert) dan tidak beracun.Contoh:

3 NH4NO3 + CH2 --- 7 H2O + CO2 + 3 N2

2 AI + 6 NH4 NO3 + CH2 --- 13 H2O + CO2 + 6 N2 + AI2)3



a. Menentukan Neraca Oksigen (Oxygen Balance)

Apabila suatu bahan peledak hanya mengandung elemen-elemen karbon, oksigen, hidrogen dan nitrogen, hubungan yang dipakai untuk menghitung neraca oksigen dapat dinyatakan sebagai berikut:

OB = O0 – 2 Co - Ho ……………………….. .. .. … … … .. (1)

KeteranganOo, Co, Ho adalah menyatakan jumlah gram atom dari masing-masing elemen dalam bahan peledak. Dari persamaan (1) dapat dilihat angka 2 dan ½ didapat masing-masing dari 2 atom oksigen yang dibutuhkan untuk setiap atom karbon dan ½ atom oksigen yang dibutuhkan untuk setiap atom hidrogen.

Apabila bahan peledak mengandung elemen-elemen tambahan yang mempunyai afinitas terhadap oksigen, maka Oo harus dikoreksi menjadi sebagai berikut:

OB = Oo – ½ Nao – Cao … dan lain-lain) – 2Co – ½ Ho ……. (2).Untuk memecahkan soal neraca oksigen perlu ditentukan harga-harga gram atom setiap elemen per satuan berat.

Contoh:NH4 NO3 dengan berat molekul 80, jumlah gram atom untuk masing-masing elemen per 100 gram senyawa adalah sebagai berikut:

N : 2 gram atom, per mole 2/80 x 100 = 2,50 gram atom per 100 gram

H : 4 gram atom per mole 4/80 x 100 = 5,00 gram atom per 100 gramO : 3 gram atom per mole 3/80 x 100 = 3,75 gram atom per 100 gram

Jumlah gram untuk masing-masing elemen per 100 gram senyawa, atau prosentasi komposisi adalah sebagai berikut:

N : 2,50 x 14 = 35 gram (35% berat)H : 5,00 x 1 = 5 gram (5 % berat)O : 3,75 x 16 = 60 gram (60 % berat)

Contoh perhitungan neraca oksigen suatu campuran dengan komposisi seperti di bawah ini adalah sebagai berikut:

KomposisiNitroglyserin (NGTrinitrotoluence (TNTAmmonium Nitrate (AN)Sodium Nitrate (SN)SG Pulp (SG)Calcium carbonate (CC)

18 %3 %

55 %10 %12 %

2 %Jumlah 100 %

Pertama adalah menentukan jumlah gram atom elemen semua bahan-bahan yang terkandung dalam 100 gram campuran (bahan peledak). Pada tabel IV dinyatakan jumlah gram atom setiap elemen dapam setiap 100 gram bahan (ingredient).



Dengan memakai tabel tersebut maka perhitungan akan lebih mudah, sebagai contoh: 18 gram (atau persen) nitroglisering (NG) dalam 100 gram campuran terdapat emenen hidrogen = 0,18 x 2,20 = 0,396 gram atom. Dengan cara yang sama jumlah atom setiap elemen dalam setiap bahan dihitung seperti di bawah ini:

Analisis gram atom per 100 gram campuran.% H0 N0 O0 C0 Ca0 Na0

NGTNTANSNSGCC

183

5510122

0.3960.0662.748

-0.756

-

0.2380.0401.3740.118

--

0.7130.0792.0610.3530.2570.060

0.2380.093

--

0.5000.020

-----

0.020

------

TOTAL 100 3.966 1.770 3.523 0.851 0.020 0.118

Dengan memakai persamaan (3-2) maka neraca oksigen dapat ditentukan;

OB = (Oo – ½ Nao – Cao) – 2 Co – ½ Ho

OB = (3,523 – ½ x 0,118 – 0,020) – 2 x 0,851 – ½ x 3,966OB = 3,44 – 3,685 = -02,41 gram atom per 100 gram campuran (negatif)

Karena kekurangan oksigen bahan peledak tersebut akan menghasilkan sejumlah gas CO.

b. Komposisi Bahan Peledak

Membuat suatu bahan peledak dengan kualitas yang memenuhi persyaratan tertentu memerlukan pengertian tentang campuran bahan-bahan dalam bahan peledak dan bagaimana kemungkinan reaksinya.

Sebagai prosedur dasar dapat dipakai prinsip neraca oksigen, dimana hasil peledakan hanya membentuk CO2, H2O, N2 dan biasanya oksida padat.

Perbandingan bahan-bahan dalam campuran dapat ditentukan dengan dua cara:

1) Bahan peledak mengandung AN, NG dan wood pulp (SG) yang perlu dihitung berapa perbandingan setiap bahan dalam campuran.Apabila permsamaan reaksinya diketahui maka dapat dihitung sebagai berikut:

a AN + b NG + c SG = d CO2 + H2O = f N2

Atau11 NH4NO3 + 2 C3H5 (NO3)3 + C6H10O5 = 12CO2 + 32H2O + 14 N2

substitusikan berat molekul untuk setiap senyawa.11 (80) + 2 (227) + 1 (162) = 12 (44) + 32 (18) + 14 (28)

1496 gram = 1496 gramJadi prosentase masing-masing bahan (senyawa) adalah:

AN = 100 x (880/1496) = 58,8 %NG = 100 x (454/1496) = 30,4 %SG = 100 x (162/1496) = 10,8 %



2) Cara menghitung perbandingan bahan-bahan dalam bahan peledak dimana persamaan reaksinya tidak diketahui.Bahan peledak ANFO dengan campuran yang diharapkan memiliki neraca oksigen nol (zero oxygen balance).

a AN + b FO = c CO2 + d H2O + e N2

% Ho No Oo CoANFO

XY

5,00 X14,80 Y

2,50 X-

3,75 X-

-7,10 Y

Total 1,00 (5,00 X + 14,80) 2,50 X 3,75 X 7,10 Y

Karena X + Y sama dengan 100 persen, maka X + Y = 1OB = Oo – 2 Co – ½ Ho

Substitusikan angka gram setiap elemen ke dalam persamaanOB = 3,75 x – 2(7,10 Y) – ½ (5,00 X + 14,8 Y) = 0

1,25 X = 21,60 Y X = 17,3 Y

Apabila X + Y = 1, maka 17,3 Y + Y = 1 Y = 0,055 (5,5 % FO) X = 0,945 (945 % AN

Contoh beberapa campuran ANFO dengan neraca oksigennya: 94,5 % AN – 5,5 FO (neraca oksigen no.1)

3 NH4NO3 + CH2 = 7 H2O + CO2 + 3 N2 + 930 Kcal/kg

92,0 % AN – 8,0 % FO (fuel axcess)2 NH4NO3 + CH2 = 5 H2O + CO + 2N2 + 810 Kcal/kg

96,6 % AN - 3,4 % FU (fuel shortage)5 NH4NO3 + CH2 = 11 H2O + CO2 + 4 NO + 600 Kcal/kg

4. SIFAT-SIFAT BAHAN PELEDAK

Bahan peledak mempunyai bermacam-macam sifat. Untuk jenis bahan peledak tertentu sifat-sifatnya bervariasi tergantung dari pabrik yang membuatnya.

Sifat-sifat bahan peledak yang akan dibahas disini adalah sifat-sifat yang berguna sebagai petunjuk umum memilih bahan peledak. Sifat-sifat tersebut adalah ; strength, detonation velocity, density, detonation pressure, water- resistance, dan fumes class, sensitivity and sentiveness.

a. Kekuatan (Strength)Strength adalah ukuran yang dipergunakan untuk mengukur energi yang terkandung dalam bahan peledak dan kerja yang dapat dilakukan oleh bahan peledak. Tes yang dipakai untuk mengukur adalah ballistic mortar test.

Dua macam ukuran strength yang dipakai untuk menilai bahan peledak komersial yaitu: weiht strength adalah membandingak kekuatan bahan



peledak dengan dasar berat yang sama dan cartridge atau bulk strength membandingkan kekuatan bahan peledak dengan dasar volume yang sama. Strength dinyatakan dalam persen dengan straight nitrilycerin dynamite dipakai sebagai standar.

Kekuatan1 pound1 pound1 pound

Extra dynamite 40 % weight strengthAmmonia gelatin 40 % weight strength40 % straight dynamite

sama

1,25” x 8” cartridge1,25” x 8” cartridge1,25” x 8” cartridge

Extra dynamite 30 % cartridge strengthSemigelatin 30 % cartridge strength30 % straight dynamite

sama

Weight strength dan cartridge strength dari suatu bahan peledak adalah sama apabia specific gravity dari bahan peledak adalah 1,4.

Istilah strength pertama kali dipakai untuk dinamit dengan bahan-bahan aktif (active ingredients) seperti sodium nitrate dan carbonaceous fuel yang akan menambah energi dalam bahan peledak. Akibatnya 60% straight dynamite yang mengandung 60 % nitrogiserin hanya kurang lebih 1 ½ kali kekuatan dari 20% stratight dynamite, karena energi yang diberikan oleh tambahan sodium nitrate dan carbonaceous material dalam 20% stratight dynamite.

Hubungan antara weight strength dan cartridge strength dari suatu bahan peledak tergantung pada densitynya. Apabila specific gravity adalah 1,4, cartridge count (jumlah cartridge 1 ¼” x 8” dalam kotak 50 pound) kurang lebih 100, maka weight strength sama dengan cartridge strength. Kalau spesific gravity kurang dari 1,4 (cartridge count lebih besar dari 100), maka cartridge strength kurang dari weight strength. Kebalikannya akan terjadi apabila berat kedua ukuran strenth gravity) lebih besar dari 1,4.

Monogram dalam gambar 3 dapat dipergunakan untuk menghubungkan kedua ukuran strength tersebut.

Beberapa bahan peledak kekuatannya dinyatakan dalam weight strength dan sebagian lagi dinyatakan dalam cartridge strength. Oleh karena itu penting bagi pemakai bahan peledak mengetahui strength yang mana untuk menyatakan kekuatan bahan peledak yang akan dipakai.

Secara umum kekuatan dinamit dinyatakan dengan dasar weight strength dan gelatin dinyatakan dengan dasar cartridge strength, walaupun hal ini tidak selalu benar.

b. Kecepatan Detonasi (Detonation Velocity)Sifat bahan peledak yang sangat penting adalah kecepatan detonasi yang dapat diukur atau dinyatakan dalam angka terkurung (confined) atau harga tidak terkurung dengan satuan feet per detik (fps).

Kecepatan detonasi terkurung (confined detonation velocity) adalah ukuran dari kecepatan gelombang detonasi (detonation wave) yang merambat melalui kolom bahan peledak di dalam lubang tembak atau ruang terkurung lainnya.



Sedangkan kecepatan detonasi tidak terkurung (unconfined detonation velocity) menunjukkan kecepatan detonasi bahan peledak apabila bahan peledak diledakkan dalam keadaan terbuka atau tidak terkurung.

Gambar 3Monogram Weight Cartridge Strength dan Cartridge Count

Karena bahan peledak umumnya dipergunakan dalam keadaan tingkat pengurungan tertentu, harga kecepatan detonasi dalam keadaan terbuka atau tidak terkurung lebih berarti.

Sebagian pabrik mengukur kecepatan detonasi di dalam kolom bahan peledak berdiameter 1¼” yang tidak terkurung, walaupun beberapa pengukuran dilakukan di dalam pengurungan dengan pipa besi dengan diameter berbeda-beda.



Kecepatan detonasi dari suatu bahan peledak tergantung pada density, bahan-bahan (ingredients) yang terdapat dalam bahan peledak, ukuran partikel dari bahan-bahan, diameter muatan (charge) dan derajat pengurungan.Pengurangan ukuran butir, penambahan diameter muatan dan penambahan derajat pengurungan semuanya cenderung menambah kecepatan detonasi. Memilih bahan peledak yang didasarkan atas kecepatan detonasi perlu mengetahui apakah kecepatan tersebut terkurung atau tidak terkurung.

Kecepatan detonasi tidak terkurung umumnya antara 70-80 % kecepatan detonasi terkurung, sedangkan kecepatan detonasi bahan peledak komersial bervariasi antara 5.000 – 25.000 fps.

Untuk peledakan pada batuan keras dipakai bahan peledak yang mempunyai kecepatan detonasi tinggi (sifat shattering effect) dan peledakan pada batuan lemah dipakai bahan peledak yang kecepatan detonasinya rendah (sifat heaving action).

Beberapa bahan peledak dan umumnya blasting agents sangat peka terhadap perubahan diameter muatan. Apabila diameter dikurangi sampai batas tertentu akan terjadi misfire, diameter ini disebut critical diameter dimana perambatan tidak dapat berlangsung/ terhenti.

c. Kerapatan (density)Kerapatan dari suatu bahan peledak dapat pula dinyatakan dalam

berat jenis (specific gravity) atau cartridge count. Berat jenis adalah nisbah kerapatan bahan peledak terhadap kerapatan air pada kondisi baku (standar). Sedangkan cartridge count atau stick count adalah sama dengan 140 dibagi berat jenis dari bahan peledak atau dinyatakan dalam jumlah cartridge berukuran 1 ¼ x 8” di dalam kotak seberat 50 lb.

Berat jenis bahan peledak komersial adalah antara 0,6 – 1,7 atau cartridge count antara 233 – 82. Bahan peledak berbentuk butiran (free running explosives) kerapannya sering dinyatakan dalam jumlah pound bahan peledak per foot panjang muatan dalam lubang tembak yang ukurannya telah ditentukan. Biasanya bahan peledak yang mempunyai kerapatan lebih besar akan menghasilkan kecepatan detonasi dan tekanan yang tinggi.

Untuk peledakan ditempat yang kondisinya sukar atau peledakan yang diharapkan dapat menghasilkan fragmentasi berukuran kecil diperlukan bahan peledak dengan kerapatan tinggi, sedangkan sebaliknya diperlukan bahan peledak dengan kerapatan rendah.

Kerapatan suatu bahan peledak menjadi amat penting jika bekerja ditempat yang kondisinya berair. Bahan peledak dengan berat jenis kurang dari 1,0 atau cartridge count lebih besar dari 140 tidak akan tenggelam dalam air.

Hubungan antara kerapatan atau berat jenis, cartridge count dan loading density adalah sebagai berikut:

Berat jenis atau specific gravity (SG) tidak mempunyai satuan, sedangkan kerapatan mempunyai satuan g/cc atau lb/cuft. Cartridge count atau stick



count (SC) adalah jumlah cartridge dengan ukuran 1 ¼ x 8” di dalam kotak seberat 50 lb. Loading density (de) adalah jumlah berat bahan peledak per foot dari panjang muatan dengan satuan lb/ft. Sedang diameter muatan dinyatakan dalam inci.

de = 0,34 De2 (SG)Bila : SG = 140/SC atau 141/SCMaka : de = 48 De2/SC

d. Tekanan detonasi (detonation Pressure)

Tekanan detonasi adalah fungsi dari kecepatan detonasi dan density suatu bahan peledak merupakan ukuran tekanan di dalam gelombang detonasi (detonation wafe).

Walaupun hubungan kecepatan detonasi dan kerapatan dengan tekanan detonasi adalah kompleks dan tergantung pada bahan-bahan yang terkandung dalam suatu bahan peledak, namun dapat dibuat pendekatan sebagai berikut:

dimana:P = tekanan detonasi, kbr (1 kbr = 14.504 pasi)D = specific gravityC = kecepatan detonasi, fps

Monogram dalam gambar 4 dapat dipergunakan untuk memperkirakan tekanan detonasi suatu bahan peledak apabila kecepatan detonasi dan berat jenisnya diketahui.



Gambar 4Monogram Hubungan Kecepatan – Tekanan Detonasi

Dan Berat Jenis Bahan Peledak

e. Ketahanan Terhadap Air (Water Resistance)Ketahanan bahan peledak terhadap air adalah ukuran dari kemampuan suatu bahan peledak berada dalam air dengan tidak merusak atau merubah/mengurangi kepekaannya (sensitivity).

Apabila terdapat air dalam lubang tembak dan waktu antara memuat dan meledakkan agak singkat, bahan peledak dengan nilai water resistance baik sudah memenuhi. Jika waktu vahan peledak berada dalam lubang tembak agak lama perlu dipakai bahan peledak dengan nilai water resistance yang sangat baik atau sempurna (excellent).

Umumnya gelatin mempunyai water resistance paling baik, higher density dinamites” mempunyai water resistance sedang sampai baik, dan low density dynamites mempunyai water resistance rendah sampai nol

f. Kelas gas-gas Beracun (Fumes Class)Diharapkan dari detonasi suatu bahan peledak komersial menghasilkan uap air (H2O), karbondioksida (CO2) dan nitrogen (N2), walaupun kadang-kadang terdapat juga hasil tambahan yang tidak diharapkan yaitu gas-gas beracun seperti karbon monoksida (CO) dan nitrogen oksida (NO2). Gas-gas beracun



ini terbentuk karena hasil suatu proses peledakan yang tidak zero oxygen balance.

Gas-gas beracun ini disebut fumes dan fumes class dari suatu bahan peledak menyatakan sifat dan jumlah dari gas-gas beracun yang terbentuk di dalam proses peledakan. Untuk kegiatan peledakan di tambang terbuka faktor fumes tidak merupakan suatu persoalan. Di dalam pekerjaan tambang bawah tanah atau pekerjaan dalam ruang tertutup atau terkurung, nilai fumes dari suatu bahan peledak yang dipakai merupakan faktor penting yang harus dipertimbangkan.

Nilai fumes dari suatu bahan peledak didasarkan pada anggapan bahwa bahan peledak diledakkan dalam bentuk cartridge. Pengupasan pembungkus cartridge suatu bahan peledak akan mengganggu neraca oksigen dan akan berpengaruh kurang baik terhadap gas-gas beracun yang dihasilkan dan efisiensi peledakan. Air dalam lubang tembak dapat juga mempunyai pengaruh yang merugikan pada gas-gas beracun yang dihasilkan dalam proses peledakan, disebabkan oleh kerusakan bahan peledak atau penyerapan panas dari proses peledakan. Tabel 3. menunjukkan klasifikasi dari fumes.

Setiap pekerjaan peledakan yang telah ditentukan selalu ada bahan peledak atau blasting agents yang cocok dan akan memberikan hasil yang terbaik.

Untuk memilih bahan peledak yang sesuai, juru tembak harus mengetahui kondisi fisik batuan (kekerasan, density, struktur geologi, dan sebagainya) dan kondisi tempat kerja (keadaan air, ventilasi yang tersedia) dan tujuan dari pekerjaan peledakan. Berdasarkan faktor-faktor tersebut, agar dapat dipilih bahan peledak yang mempunyai sifat-sifat yang sesuai.

Tabel 3Klasifikasi Fumes dari Bahan Peledak

Bureau of mines for permisiblesClass A-0 to 53 liters (0 to 1.87 cuft) toxious gases/1 ½ lb, explosivesClass B-53 to 106 liters (1.87 to 3.74 cuft) toxious gases/1 ½ lb, explosivesInstitute of makers of explosives for nonpermissibleClass 1 0.00 to 0.16 cuft toxious gas/ctgClass 2 0.16 to 0.33 cuft toxious gas/ctgClass 3 0.33 to 0.67 cuft toxious gas/ctg

5. DYNAMITES

a. Straight Nitroglycerin DynamiteSemula dinamit adalah campuran dari nitrogliserin dan kieselguhr (diatomaeceous earth). Kemudian kieselguhr diganti dengan bahan aktif (active ingredients), yang menghasilkan bahan peledak yang lebih kuat.Straight nitroglycerin dynamite terdiri dari nitrogliserin, sodium nitrat, antacid, bahan bakar (carbonaceous fuel) dan sulfur.



Bahan peledak ini diproduksi dengan weight strength dari 20-60%, angka ini menyatakan kira-kira jumlah prosentase dari nitrogliserin.

Karena nitrogliserin mempunyai kecendrungan membeku pada suhu rendah maka sebagian atau seluruh nitrogliserin di dalam straight dynamite disubstitusi dengan explosive oil.Karakteristik straight dynamite adalah sebagai berikut:Kecepatan detonasi tinggi akan menyebabkan aksi pemberaian yang cepat; ketahanan terhadap air baik pada higher grade dan jelek pada lower grade, kualitas fumes umumnya jelek.

Penggunaan straight dynamites sekarang berkurang karena mahal, peka terhadap kejutan, gesekan dan mudah terbakar.

b. Hight Density Ammonia DynamiteAmmonia dynamite biasanya dikenal sebagai extra dynamite. Extra dynamite adalah bahan peledak berbentuk cartridge (dodol) yang paling banyak dipergunakan di lapangan.

Ammonia dynamite sama komposisinya dengan straight dynamite kecuali 20-60% weight strenght.

Dibandingkan dengan straight dynamite umumnya karakteristik hight density ammonia dynamite adalah: kecepatan detonasi lebih rendah, kurang padat, kualitas fumes lebih baik, kurang peka terhadap kejudan dan gesekan.

c. Low-Density Ammonia DynamiteLow density ammonia dynamite adalah bahan peledak dengan weight strength kira-kira 65 % dan cartridge strength 20-50%. Seperti high density ammonia dynamite maka Low density ammonia dynamite di dalamnya juga mengandung sebagian kecil nitroglyserin dan sebagian besar lainnya ammonium nitrat. Variasi dalam density memberikan cartridge strength yang berbeda-beda pada weight strength yang sama. Hal tersebut dapat diperoleh dengan cara mengubah density dan ukuran butir dari bahan-bahan yang dipergunakan.

6. GELATINS

a. Blasting Gelatin‘Blasting gelatin’ mempunyai tekstur karet, komposisinya adalah ‘nitroglyserin‘ ditambah ‘nitrocellulose’ yang dikenal sebagai ‘guncotton’. ‘Antacid’ ditambahkan untuk stabilitas penggudangan atau penyimpanan. ‘Wood meal’ biasanya ditambahkan untuk memperbaiki kepekaan.

Sifat blasting gelatin adalah kecepatan detonasi yang tinggi dan mempunyai ketahanan terhadap air yang sempurna, tetapi menghasilkan fumes dalam volume yang besar. Blasting gelatin sangat cocok untuk peledakan di bawah air atau dipergunakan di dalam sumur dalam dengan tekanan air yang tinggi, namun jarang dipakai karena mahal. Blasting gelatin juga dikenal dengan nama oil well explosive.

b. Straight GelatinStraight gelatin adalah padat, mempunyai tekstur plastis, dari nitriglyserin, nitrocellulose, antacid,sodium nitrat, carbonaceous fuel dan kadang-kadang



sulfur. Karena gelatin cenderung melapisi bahan-bahan lainnya maka straigh gelatin merupakan bahan peledak yang ketahanannya terhadap air sangat baik.

Straight gelatin diproduksi dalam weight strength 20-90 % dengan cartridge strength 30-80 %. Dahulu straight gelatin dipergunakan untuk peledakan dalam batuan keras ataupun muatan dasar (bottom charge) dalam kolom bahan peledak karena harganya mahal dalam kebanyakan penggunaan diganti dengan bahan peledak yang lebih murah seperti ammonia gelatin.

Staright gelatin yang kadarnya tinggi masih sering dijumpai dipergunakan dalam peledakan di bawah air dan di dalam sumur dalam.

Straight gelatin mempunyai dua karakteristik kecepatan detonasi, yaitu: kecepatan detonasi terkurung (confined detonation velocity) ditentukan oleh pabrik dan ecepatan lain yang lebih rendah sebagai hasil dari pengurungan yang kurang memadai, penyalaan yang kurang sempurna atau tekanan hidrostatis yang tinggi. Tekanan air yang sangat tinggi dapat menyebabkan misfire.

Untuk menghindari kelemahan di atas maka diproduksi seri high velocity gelatin. High velocity gelatin sama dengan straight gelatin kecuali kurang padat, lebih peka terhadap detonasi dan selalu meledak mendekati kecepatan yang telah ditentukan tanpa mengindahkan tekanan air atau tingkat pengurungan.

c. Ammonia GelatinAmmonium gelatin juga dikenal sebagai special gelatin atau extra gelatin. Suatu straight gelatin dimana sebagian dari nitroglycerin dan sodium nitrat diganti dengan ammonium nitrat sehingga ammonium gelatin lebih murah daripada straight gelatin.

Kekuatan dariammonium gelatin dinyatakan dalam weight strength ataupun cartridge strength, tergantung dari pabriknya.

Ammonia gelatin diproduksi dalam weight strength 30-80 % sesuai dengan cartridge strength 35-72 %.

Dibandingkan straight galetin, ammonia gelatin mempunyai kecepatan detonasi lebih rendah, kualitas fumes lebih baik dan ketahanan terhadap air lebih kecil, walaupun dapat ditembakkan secara efisien sekalipun telah berada di dalam air selama beberapa hari.

Ammonium gelatin telah menggantikan straight gelatin dalam hampr semua pemakaian kecuali pekerjaan di bawah air dan pekerjaan di sumur dalam. Karena ammonia gelatin mempunyai nilai fumes yang baik kecuali 90% grade maka sesuai untuk pekerjaan di bawah tanah. Kekuatan yang lebih tinggi (70% ke atas) efisien dipakai sebagai primer untuk blasting agents.

7. SEMI GELATIN



Semi gelatin dibandingkan dengan ammonia gelatin pada dasarnya sama dengan low density ammonia dynamite dibandingkan dengan high density ammonia dynamite.

Semi gelatin series mempunyai weight strength yang seragam (60-65%) dengan cartridge strength bervariasi tergantung pada density dan ukuran butir dari bahan-bahan dalam bahan peledak tersebut.

Karena sifat-sifatnya adalah kompromi antara sifat-sifat high-density ammonia dynamite dan ammonia gelatin, maka semi gelatin mempunyai bermacam-macam kegunaan (serba guna). Dapat dipergunakan untuk mengganti ammonia dynamite apabila diperlukan ketahanan terhadap air yang lebih besar dan lebih murah untuk dipergunakan ditempat basah daripada ammonia gelatin. Semi gelatin mempunyai detonation velocity terkurung 10.000-12.000 fps. Pengurungan yang kurang sempurna tidak mempengaruhi kecepatannya. Kualitas fumes baik sekali, sehingga memungkinkan dipakai dalam pekerjaan bawah tanah, karena plastis sangat cocok untuk memuat (loading) ke dalam lubang tembak ke arah atas.

8. BLASTING AGENTS

Blasting agent adalah suatu campuran yang terdiri dari bahan bakar dan oxidizer dimaksudkan untuk peledakan dan bahan-bahan campuran tersebut tidak ada yang dapat diklasifikasikan sebagai bahan peledak. Produk akhir sebagai campuran dan dibungkus untuk dipakai atau dikapalkan tidak dapat diledakkan memakai blasting cap no. 8.

Blasting agent disebut juga dengan nama nitrocarbonitrate. Blasting agent dapat mengandung bahan tambahan bukan bahan peledak seperti TNT merubah klasifikasi campuran dari formula “Sluries dan blasting agent menjadi high explosive.

a. Dry Blasting AgentDry Blasting agent adalah campuran butiran (granular atau prilled) ammonium nitrate dan bahan bakar berupa fuel oil atau carbonaceous material lainnya dalam beberapa campuran ditambahkan bahan-bahan seperti aluminium dan ferrosilicon untuk menambah density.

Dry blasting agent tidak peka terhadap detonator (cap) dan harus diledakkan oleh high-explosive primer. Untuk menjamin efisiensi peledakan dari blasting agent diperlukan primer seperti 75 % ammonia gelatin, composition B, atau pentolite. Priming yang tidak sempurna dan dalam keadaan tertentu malahan akan terjadi misfire.

Kecepatan detonasi pada muatan berdiameter 6 inci atau lebih adalah lebih dari 12.000 fps, tetapi kecepatan pada muatan berdiameter 1 inci berkurang menjadi setengah harga tersebut di atas. Tabel XIX menggambarkan hubungan antara kecepatan detonasi dan muatan bahan peledak dari bermacam-macam diameter lubang tembak.

Keuntungan-keuntungan blasting agent adalah aman dalam pengangkutan, penyimpanan, dan penangannya murah. Blasting agent mempunyai ketahanan terhadap air yang jelek.



Sangat sukar untuk menyatakan sifat dari blasting agent secara tepat karena sifat tersebut akan berubah tergantung dari ukuran butir bahan, density pengurungan, diameter muatan, kondisi air, coupling ratio, jumlah primer.

Energi ANFO teoritis dapat dotimal pada zero oxygen balance (94,5 % AN dan 5,5 % FO) dimana kecepatan detonasi adalah 14.000 fps.

b. Slurries (water gels)Istilah sturries dan water gel adalah sama artinya. Beberapa pakar memakai istilah slurries sedang yang lain memakai istilah water gel. Slurries adalah campuran oksidator seperti sodium nitrat dan ammonium nitrat, fuel sensitivezer baik berupa bahan peledak atau bukan bahan peledak, dan air (biasanya 15%), campuran ini dikentalkan memakai gaur gum menyebabkan slurries mempunyai ketahanan terhadap air yang sempurna.

Slurry blasting agent yang mengandung sentivizer bukan bahan peledak seperti bahan bakar, sulfur atau aluminium tidak peka terhadap detonatr (non-cap sensitive). Sedangkan slury yang mengandung sensitivizer bahan peledak seperti TNT adalah peka terhadap detonator (cap sensitive). Jadi kurang benar apabila dimasukkan dalam kelompok blasting agent. Oleh karena itu slurry yang mengandung bahan yang dapat diklasifikasikan sebagai bahan peledak disebut slury explosive dan peka terhadap detonator.

Seperti blasting agent lainnya slurry blasting agent memerlukan priming yang cukup supaya dapat dicapai kecepatan detonasi yang telah ditentukan, primer yang dipakai adalah bahan peledak kuat atau booster.

Slurry explossive mungkin memerlukan atau tidak memerlukan suatu primer. Kecepatan detonasi slurry adalah antara 11.000-18.000 fps tergantung pada sensitivizer, bahan-bahan yang digunakan, diameter muatan, derajat pengurungan dan density. Spesific gravity slurry antara 1.05 – 1.60.

Slurry pada umumnya dikenal karena fuel sentivizernya seperti aluminized slurry, TNT slurry atau smokeless powder slurry.

E. PERLENGKAPAN /PERALATAN PELEDAKAN

1. Peledakan Cara Non Listrik

a. Sumbu Api (Safety Fuse)Sumbu api adalah alat berupa sumbu yang fungsinya merambatkan api dengan kecepatan tetap. Perambatan api tersebut dapat menyalakan detonator (plain detonator) yang dipasang pada ujung sumbu guna meledakkan bahan peledak.

Sumbu api terdiri dari inti (central core) berupa black powder (low explosive) dan pembungkus berupa tekstil dan material kedap air. Fungsi pembungkus untuk menjaga sumbu api dari kerusakan mekanis dan kerusakan akibat air atau minyak.



Sumbu api terbakar dengan kecepatan rambat yang terkontrol, sehingga panjang sumbu api yang telah ditentukan ekivalen dengan interval waktu tertentu pula.

Kecepatan rambat sumbu api yang biasa diperdagangkan adalah: 130 detik per meter (120 detik/yard), pada permukaan laut dengan variasi

10 detik, untuk sumbu api buatan USA. 120 detik per meter dengan variasi yang sama, untuk sumbu api standar

Eropa.

Sumbu api harus disimpan di gudang yang sejuk, kering dan mempunyai ventilasi yang baik. Terhindar dari cairan (minyak, cat, solar dan lain sebagainya), yang mungkin dapat merusak. Suhu penyimpanan 50 – 100o F dan kelembaban relatif rendah.

b. Sumbu Ledak (detonating Fuse)

Sumbu ledak (detonating fuse atau detonating cord) adalah sumbu yang terdiri dari: inti initiating explosive (PETN) dibalut lapisan plastik dan dibungkus dengan kombinasi tekstil, kawat dan lapisan plastik.

Sumbu ledak mudah dan aman penggunaannya, mempunyai ketahanan terhadap air yang baik sekali dan mempunyai kecepatan detonasi yang tinggi, sekitar 21.000 feet per detik, serta mempunyai kuat tarik yang baik, ringan dan fleksibel.

Sumbu ledak apabila dinyalakan dengan detonator dapat merambatkan gelombang detonasi kesemua tempat disepanjang sumbu. Peledakan dengan sumbu ledak tidak memerlukan detonator di dalam lubang tembak, seluruh rangkaian dan seri muatan (instantaneous atau delay) dapat dinyalakan dengan memakai satu detonator no. 6 (plain atau electric detonator). Detonator diikatkan pada sumbu ledak (truk line) memakai tape, dengan ujung dasarnya mengarah pada arah rambatan gelombang detonasi.

Sumbu ledak diproduksi oleh beberapa pabrik dengan bermacam-macam merk dagang, seperti: primacord, Primex dan lain sebagainya. Jenis sumbu ledak biasa mempunyai muatan inti 8-60 grain PETN per ft, dengan diameter sumbu 0,15-0,4 inci dan kekuatan tarik 130 – 375 lb.

Jenis sumbu ledak khusus juga diproduksi oleh beberapa pabrik untuk keperluan tertentu, misalnya: Detacord, 18 gr/ft dan B-line, 25 gr/ft untuk peledakan sekunder Plastic reinforced primacord, 54 gr/ft untuk peledakan di bawah air. PETN 60 plastic, 60 gr/ft untuk pemeliharaan sumur minyak Seismic Cord, 100 gr/ft, untuk pekerjaan seismic RDX 70 primacard, 70 gr/ft, untuk perforasi sumur minyak

Sumbu ledak sangat luas pemakaiannya, sangat cocok untuk daerah-daerah yang kondisi iklimnya banyak petir.

Pemakaian sumbu ledak aman, mudah dan pengisian muatan lubang tembak lebih cepat, alasannya: Detonator tidak dipasang dalam setiap lubang



tembak. Arus liar (stray current) tidak mempengaruhi sumbu ledak dan terjamin meledak dengan kekuatan penuh.

Sumbu ledak dikemas dalam bentuk gulungan 500 ft dan 1.000 ft dalam kotak kemasan berisi 2-4 gulungan.

c. Nonel

Nonel adalah tube plastik, mempunyai diameter luuar 3 mm, di dalamnya berisi suatu bahan reaktif yang dapat menjalankan gelombang kejut (shock wave) dengan kecepatan kira-kira 2.000 meter per detik.Gelombang kejut tersebut mempunyai energi yang cukup untuk meledakkan primary explosives atau delay element dalam detonator. Karena reaksi terjadi di dalam tube, plastik tidak terpengaruh oleh gelombang kejut dan sebagai akibatnya tidak akan meledakkan setiap kolom bahan peledak yang dilaluinya.

Nonel yang umum dipakai dalam peledakan adalah nonel standar. Untuk kondisi yang khusus tersedia heavy duty (HD) tube, yang lebih tahan terhadap gesekan dan mempunyai kekuatan tarik yang tinggi. Dalam bentuk standar suhu yang cocok sampai 50oC, untuk kondisi lebih panas dipakai tube khusus yang disebut HT (high temperature), suhu sampai sekitar 65oC.Dua macam sistem nonel yang tersedia adalah:- Nonel GT- Nonel UNIDET

Nonel GT mempunyai interval waktu: Short delay, deci-second dan half-second delay. Nonel GT/MS (short delay period) dipakai untuk peledakan tambang terbuka dan nonel GT/T (deci-second dan half-second period) dipakai untuk peledakan dalam terowongan.

Nonel UNIDET adalah sistem nonel yang terakhir. Detonator mempunyai waktu tunda yang sama. Dalam peledakan urutan waktu peledakan dipasang di permukaan, hal tersebut akan memudahkan pemakaian dan penyimpanannya.

2. Peledakan Cara ListrikRangkaian peledakan meliputi 3 (tiga) elemen dasar rangkaian, yaitu: Detonator listrik (electric detonator) Kawat rangkaian (circuit wiring) leg wire, connecting wire, fining line dan

buswire. Sumber tenaga (power source): blasting machine dan AC-power line.a. Detonator

Detonator dibagi menjadi dua jenis, yaitu: instantaneous detonator dan delay detonator.- Instantaneous detonator- Mili second detonator- Half-second detonator

Instantaneous detonator dipakai untuk peledakan yang tidak memerlukan delay atau penundaan antara beberapa muatan. Adapun pada milli second delay detonator di dalamnya terdapat milli-second delay element, yang fungsinya menunda detonasi sesuai dengan waktu yang telah ditentukan.



Waktu tunda (delay interval) antara setiap interval dalam seri tidak boleh melebihi 100 ms (0,1 detik).

Half-second delay detonator mempunyai waktu penundaan 500 ms (0,5 detik) setiap interval. Detonator listrik yang umum dipasarkan adalah detonator listrik no. 6 dan no. 8.

b. Circuit Wiring1) Legwire

Legwire adalah dua kawat yang menjadi satu dengan detonator listrik, yang salah satu ujung dihubungkan dengan bridge wire yang terdapat dalam detonator. Isolasi legwire pada ujung yang lain terkupas dan kedua kawat diikatkan satu terhadap yang lain atau dilindungi terhadap plastic shunt. Panjang legwire bervariasi tergantung kebutuhan.

2) Connecting wireConnecting wire adalah kawat yang mempunyai isolasi, dipakai untuk menghubungkan legwire dengan firing line.Connecting wire terdiri dari kawat tungal (solid wire) tembaga dengan isolasi yang tahan terhadap air yaitu 20-AWG atau yang lebih besar.

3) Firing LineFiring line atau leading wire adalah kawat yang dipergunakan untuk menghubungkan sumber tenaga listrik dengan rangkaian detonator yaitu 14-AWG atau yang lebih besar.

4) BuswireBuswire adalah perpanjangan dari firing line dimana masing-masing detonator (parallel circuit) atau masing-masing detonator dalam seri (parallel series circuit) dihubungkan. Karena buswire merupakan perpanjangan dari firing line maka kawat ini mempunyai ukuran (gauge) sama dengan firing line.

c. Rangkaian Peledakan (Blasting Circuit)Ada tiga macam susunan rangkaian peledakan, yaitu seri, parallel, dan parallel-seri.

d. Perhitungan Rangkaian peledakanDalam rangka peledakan yang perlu ditentukan adalah apakah arus yang mengalir melalui rangkaian detonator dalam peledakan cukup untuk menyalakan seluruh detonator. Arus yang dihitung harus sama dengan atau lebih dari minimum standar yang tercantum dalam tabel 4 berikut

Tabel 4Daftar Tahanan Kawat dan Detonator Dari Berbagai ukuran

Resistance of Copper and Iron Wire

AWG Ohms/1,000 ft

Copper Iron68

1012

0.3950.6280.9991.59

1.43.76.19.8



1416182021222324

2.534.026.38

10.1512.8016.1420.3626.67

15.624.839.562.776.1100126159

Nominal Resistance of Atlas Electric Detonators

LegwireLength Nominal ResistanceOhms/1,000 ft

Copper Iron68

10121620243040506080

100120150

1.61.71.81.81.92.12.32.32.32.62.83.33.84.45.1

2.83.33.84.35.36.37.38.8

11.313.816.421.426.4

Tabel 5Kebutuhan Arus Minimum Untuk peledakan

Atlas electric detonator minimum firing current requirements

Circuit DC power source AC power SourceSingle detonatorSingle seriesParallel seriesParallel

0,5 amp/detonator1,5 amps1.5 amps/series1.0 amp/detonator (min)10.0 amps/detonator (max)

0.5 amp/detonator2.0 amps3.0 2.0 amps/series4.0 1.0

amp/detonator (min)

10.0 amps/detonator (max)

Recommendation for current leakage conditions

Circuit Maximum detonators

Maximumresistance

MinimumFiring current

DC ACSingle seriesParallel series

2520*

50 ohms50 ohms*

3.0 amps3.0 amps

5.0 amps6.0 4.0 amps

Per series

e. Perhitungan Kombinasi Rangkaian Peledakan



Rangkaian peledakan yang baik dalam paralel seri adalah rangkaian yang ‘balanced series’. Ada peledakan seperti peledakan di bawah tanah tidak praktis bila kasus selalu merangkaikan ‘balanced series’. Rangkaian tidak standar ini dapat dipergunakan apabila dapat dipastikan bahwa semua detonator di dalam rangkaian akan memperoleh arus yang cukup untuk peledakan.

F. PERENCANAAN PELEDAKAN

Pekerjaan peledakan pada massa batuan mempunyai tujuan tertentu, yaitu:- Membongkar atau melepas- Memecah dan memindah- Membuat rekahan- Dan sebagainya

Teknik peledakan yang dipakai tergantung tujuan peledakan dan pekerjaan atau proses lanjutan setelah peledakan. Supaya pekerjaan peledakan berhasil dengan baik sesuai dengan rencana perlu diperhatikan faktor-faktor sebagai berikut:

Karaktersitik atau sifat batuan yang diledakkan, termasuk data geoteknik Sifat-sifat bahan peledak Teknik/metoda peledakan yang dipakai

Suatu peledakan biasanya dilakukan dengan cara membuat lubang tembak yang diisi sejumlah bahan peledak. Dengan pengetahuan teknik/metoda peledakan dapat dibuat rencana geometri peledakan dan jumlah bahan peledak yang sesuai untuk mendapatkan hasil seperti yang diharapkan.

1. Proses pecahnya batuan akibat peledakan

Konsep yang dipakai disini adalah proses pemecahan dan reaksi-reaksi mekanik dalam batuan homogen. Perlu ditekankan bahwa sifat mekanis dalam batuan yang homogen akan berbeda dari sifat mekanis batuan yang mempunyai rekahan dan heterogen seperti yang sering dijumpai dalam pekerjaan peledakan.

Proses pemecahan batuan dibagi menjadi tiga tahap:a. Proses pemecahan tahap I

Pada saat bahan peledak meledak, tekanan tinggi yang ditimbulkan akan menghancurkan batuan di daerah sekitar lubang tembak. Gelombang kejut (shock wave) yang meninggalkan lubang tembak merambat dengan kecepatan 9.000-17.000 ft/det akan mengakibatkan tegangan tangensial (tangensial stresses) yang menimbulkan rekahan radial (radial cracks) yang menjalar dari daerah lubang tembak. Rekahan radial pertama terjadi dalam waktu 1-2 ms (lihat gambar 5A).

b. Proses pemecahan tahap IITekanan akibat gelombang kejut yang meninggalkan lubang tembak pada proses pemecahan tahap I adalah positif. Apabila gelombang kejut mencapai bidang bebas (free face), gelombang tersebut akan dipantulkan. Bersamaan dengan itu tekanannya akan turun dengan cepat dan kemudian berubah menjadi negatif serta menimbulkan gelombang tarik (tension wave). Gelombang tarik (tension wave) ini merambat kembali di dalam batuan. Oleh



karena batuan lebih kecil tahanannya terhadap tarikan (tension) daripada tekanan (compresion), maka akan terjadi rekahan-rekahan (primary failure cracks) karena tegangan tarik (tensile stress) yang cukup kuat sehingga menyebabkan terjadinya “scabbing” atau spalling pada bidang bebas (lihat gambar 5B).

Dalam proses pemecahan tahap I dan II fungsi dari energi yang ditimbulkan oleh gelombang kejut adalah membuat sejumlah rekahan-rekahan kecil pada batuan. Secara teoritis jumlah energi gelombang kejut hanya berkisar antara 5-15 % dari energi total bahan peledak. Jadi gelombang kejut tidak secara langsung memecahkan batuan, tetapi mempersiapkan kondisi batuan untuk proses pemecahan tahap akhir.

Gambar 5Proses Pecahnya Batuan Akibat Peledakan

c. Proses pemecahan tahap IIIDi bawah pengaruh tekanan yang sangat tinggi dari gas-gas hasil peledakan maka rekahan radial utama (tahap II) akan diperlebar/diperbesar secara cepat oleh efek kombinasi dari tegangan tarik yang disebabkan kompresi radial (radial compresion) dan “pneumatic wedging” (pembajian). Apabila massa di depan lubang tembak gagal mempertahankan posisinya dan bergerak ke depan maka tegangan tekan (compressive stress) tinggi yang berada dalam batuan akan dilepaskan (unloaded), seperti spiral kawat yang ditekan kemudian dilepaskan. Akibat pelepasan tegangan tekan ini akan menimbulkan tegangan tarik yang besar di dalam massa batuan. Tegangan tarik inilah yang melengkapi proses pemecahan batuan yang sudah dimulai pada tahap II. Rekahan yang terjadi dalam proses pemecahan tahap II merupakan bidang-bidang lemah yang membantu fragmentasi utama pada proses peledakan (gambar 5C).

2. Peledakan Jenjang



Faktor-faktor yang mempengaruhi rencana peledakan adalah: material yang akan diledakkan, struktur geologi, muatan bahan peledak, geometri peledakan, selang waktu tunda yang dipergunakan dan ukuran ledakan yang direncanakan.

Suatu lubang ledak yang telah diisi bahan peledak dengan memakai “bottom primer” diledakkan (lihat gambar 6). Selama gelombang detonasi merambat dari “primer” ke atas dalam kolom bahan peledak, suatu gelombang tekan (stress wave) dengan tekanan tinggi merambat ke dalam batuan. Pada gambar 6 terlihat posisi “detonation front” dan “stress wave” pada selang waktu yang berbeda. Untuk muatan dengan “bottom primer” bentuk “stress wave envelope”nya seperti buah pear.

Gambar 6“Stress Wave Envelope” Pada Peledakan Dengan ‘Bottom Priming’

Proses pemecahan batuan selanjutnya adalah sama seperti yang telah diterangkan sebelumnya.

Untuk jenis batuan dan muatan bahan peledak per feet lubang ledak tertentu, terdapat ukuran maksimum “burden” yang dapat dipergunakan dan masih menghasilkan “full crater”.

Gambar 7 memperlihatkan secara skematis, efek dari bermacam-macam “burden” pada muatan yang tetap dan dalam formasi yang sama. Hasil yang diinginkan dari peledakan adalah “burden” yang menghasilkan “full crater”.

Suatu peledakan jenjang yang terdiri dari beberapa lubang dalam satu atau lebih deretan apabila diledakkan, baik serentak (instantaneous blasting) ataupun tunda (delay blasting) dapat menghasilkan fragmentasi sesuai dengan yang direncanakan.Untuk mendapatkan fragmentasi batuan yang diinginkan maka perlu diatur suatu pola peledakan yang tepat, sehingga energi bahan peledak dapat dimanfaatkan sebaik mungkin. Gambar 8 adalah contoh skema proses peledakan pada jenjang.



Dalam menentukan arah jenjang dan pola peledakan supaya mendapatkan hasil yang baik, perlu diperhatikan struktur geologi batuannya. Gambar 9 menunjukkan pengaruh struktur geologi terhadap peledakan jenjang.

Gambar 6Pengaruh Pengurangan Burden Dalam Muatan Bahan Peledak

Pada Formasi Batuan yang Sama

Gambar 7Proses Peledakan Pada Jenjang



Gambar 8Pengaruh Struktur Geologi Pada Peledakan Jenjang

3. Peledakan TerowonganPerbedaan utama antara peledakan terowongan dengan peledakan jenjang adalah pada pembuatan terowongan peledakan dilakukan ke arah satu bidang bebas (free face) sedangkan pada pembuatan jenjang peledakan dilakukan kearah dua atau lebih bidang bebas.Dalam pembuatan terowongan, batuan lebih sukar untuk diledakkan. Oleh karena itu harus dibuat bidang bebas kedua yang merupakan arah peledakan selanjutnya.



Bidang bebas kedua ini dihasilkan dari “cut” dalam muka terowongan. Macam-macam “cut” atau “cylinder cut”, “bum cut”, V-cut”, “fan-cut” dan lain sebagainya (lihat gambar 9)

Gambar 9Beberapa Jenis “Cut” Untuk Terowongan

Peledakan dalam terowongan dapat dilakukan dengan cara:

“full face excavation” seluruh bagian dari terowongan diledakkan dengan satu tahap (Gambar 10).

“Split section excavation”“Top heading”/jenjang dengan arah lubang horizontal (Gambar 11)“Top heading”/jenjang dengan arah lubang vertikal (gambar 12).

Setiap lubang ledak dalam “full face blasting” (yaitu: “stopping hole”, “roof hole”, “wall hole”, dan “floor hole”) masing-masing mempunyai fungsi yang berlainan.

Peledakan dengan cara “split section excavation”, dilakukan dalam dua tahap yaitu: “full face blasting” dan “bench blasting”.

Gambar 10“Full Face Excavation”



Gambar 11“Top Heading” atau Jenjang dengan Arah Lubang Horizontal

Gambar 12Top Heading/Jenjang Dengan Arah Lubang Vertikal

4. Merencanakan Peledakan

Dalam rangkaian pekerjaan peledakan setiap unit operasi saling berhubungan satu terhadap yang lain. Walaupun demikian, pekerjaan pemboran dan peledakan merupakan bagian yang paling penting. Pola pemboran dan teknik peledakan direncanakan sedemikian rupa sehingga peledakan atau pemecahan batuan dapat berjalan secara efisien dan tidak menimbulkan hal-hal yang kurang baik atau merusak.

Optimasi pekerjaan lanjutan, misalnya: operasi pemuatan, pengangkutan dan pemecahan tergantung dari fragmentasi yang dikehendaki. Keekonomian dari hubungan satu pekerjaan dengan yang lain sangay tergantung pada operasi pemboran dan peledakan batuan. Oleh karena itu perlu perhatian yang khusus pada perencanaan pemboran dan peledakan serta pemilihan peralatan yang cocok.



Jumlah batuan yang harus diledakkan dan jadwal pekerjaan akan menentukan kapasitas pemboran dan peledakan yang dibutuhkan (dinyatakan dalam meter kubik atau ton per shift).

Pemilihan diameter lubang ledak dipengaruhi oleh jarak dari pemukiman, fragmentasi batuan yang dibutuhkan, tinggi jenjang atau kemampuan (advance) per round/ukuran bukaan, peralatan muat dan bahan peledak yang tersedia.

Setelah diameter lubang ledak dipilih, kemudian dilanjutkan dengan rencana pola peledakan dan pemilihan metoda pemboran. Sebagai contoh adalah metode pemboran dalam tambang terbuka ada tiga macam yaitu :”drilling-top hammer” “Down The Hole” dan “Rotary drilling”. Pemilihan metode dipengaruhi oleh diameter lubang dan “rock drillability”.

Kapasitas pemboran dalam satu gilir kerja (workshift) adalah kombinasi dari karakteristik peralatan, “rock drilability”, pola peledakan dan susunan pekerjaan didalam gilir kerja. Spesifikasi peralatan dan “rock drillability” akan menentukan laju penembusan (net penetrasi) per menit dan kapasitas pemboran per jam untuk alat yang dipilih.

Kapasitas peralatan per gilir kerja (dalam meter kubik) didapat dari perhitungan hasil pembongkaran batuan per meter pemboran dalam pola peledakan yang direncanakan.

Jumlah alat bor yang diperlukan dapat dihitung dengan memakai pedoman kapasitas pemboran dan peledakan yang dibutuhkan.

Jenis batang bor (drill steel) dipilih sesuai dengan peralatan bornya. Hasil peledakan batuan dan umur batang bor dipengaruhi oleh “rock drillability”, dan akan menentukan pula jumlah batang bor yang diperlukan untuk suatu pekerjaan peledakan yang direncanakan.

a. Pemboran dan PeledakanLubang ledak dibor menurut pola pemboran tertentu dan ini akan mempengaruhi jumlah batuan yang akan diperoleh per meter pemboran.

Faktor-faktor yang perlu diperhatikan dalam tahapan perencanaan adalah sebagai berikut:1) Kondisi batuan

- Karakteristik struktur batuan- Sifat-sifat geoteknik batuan atau “rock blastability”, yang akan mem-

pengaruhi “burden” dan “spacing” dalam suatu pola peledakan serta jumlah batuan yang terbongkar per meter pemboran.

2) Pola peledakanRencana pola peledakan sebagian besar didasarkan pada diameter lubang ledak. Karena jumlah batuan yang dihasilkan akan bertambah dengan bertambahnya ukuran lubang ledak, maka jumlah dari batuan yang terledakkan akan bertambah untuk kapasitas pemboran yang sama. Melihat hal tersebut maka peledakan batuan biasanya dilakukan dengan memakai diameter lubang ledak terbesar yang masih memungkinkan, kecuali kalau ada faktor-faktor lain yang membatasi pemilihan tersebut.



3) Pengisian dan penembakanPemilihan bahan peledak sebagian besar ditentukan oleh diameter lubang ledak, kondisi lubang ledak, derajat fragmentasi yang dibutuhkan dan “blastability” dari batuan.

Rencana pengisian selalu didasarkan pada pola peledakan dan ciri-ciri teknis bahan peledak yang dipilih sehingga menentukan jumlah bahan peledak dan cara memuatnya. Lubang-lubang ledak diisi dengan specific charge/charging density tertentu dengan mempertimbangkan fragmentasi batuan yang diharapkan dari hasil peledakan tersebut. Apabila ada batasan berkenaan dengan keselamatan lingkungan, maka besar muatan harus disesuaikan dengan kondisi tersebut.

Sistem penembakan menentukan bagaimana bahan peledak harus diledakkan dan bagaimana batuan dipecahkan dan dilepaskan oleh bahan peledak untuk kemudian dipindahkan.

Sebagai contoh peledakan pada cut, pergerakan massa batuan yang telah pecah akan terkontrol apabila muatan dalam cut diledakkan pada interval waktu yang cukup dan dalam urutan yang sesuai dengan memakai long delay detonator. Sedangkan sistem penembakan di permukaan dipakai Short delay detonator. Perencanaan sistem penembakan untuk suatu kegiatan peledakan dapat mempengaruhi: Ukuran fragmentasi batuan, bentuk dan letak dari tumpukan batuan. Arah lemparan massa batuan lepas, sehingga dapat dipilih ke arah

tertentu. Apabila ada batasan mengenai getaran tanah dari hasil peledaka, maka

jumlah peledakan seketika (instantaneous ignition) dibatasi dan diganti dengan memakai pola penembakan beruntun.

b. Pelaksanaan PemboranPemilihan alat bor untuk suatu pekerjaan biasanya didasarkan pada ukuran pekerjaan peledakan dan produksi yang diperlukan untuk setiap tahapan operasi. Kriteria yang dipakai untuk memilih alat bor pada pekerjaan yang berukuran kecil akan berbeda dengan pekerjaan yang berukuran besar.

Untuk pekerjaan peledakan yang berukuran kecil, tinggi jenjang merupakan faktor yang menentukan pemilihan alat bor. Sedangkan pada pekerjaan peledakan yang besar, kuari, tambang terbuka, faktor-faktor yang menentukan untuk memilih alat bor adalah diameter lubang ledak, kondisi batuan, kapasitas pemboran yang diperlukan dan kondisi relatif ekonomis dan bermacam-macam metoda pemboran.

5. Desain Pola Peledakan Pada Peledakan Jenjang

Peledakan jenjang merupakan pekerjaan yang umum dilaksanakan dalam kegiatan penambangan. Peledakan jenjang adalah peledakan memakai lubang bor vertikal atau hampir vertikal. Lubang bor diatur dalam satu deretan atau beberapa deretan, sejajar atau ke arah bidang bebas (free face). Lubang ledak dapat mempunyai “free breakage” ataupun “fixed bottom”.



Batuan adalah material yang sifatnya sangat bervariasi. Kekuatan tarik, tekan dan gesekan berbeda-beda untuk bermacam-macam jenis batuan. Batuan akan pecah apabila kekuatannya dilampaui. Sifat-sifat geologi batuan akan mempengaruhi blastability batuan.

Jadi yang perlu diamati didaerah yang akan diledakkan adalah: jenis-jenis batuan, kondisi geologi: celah, rekahan, perlapisan dan lain sebagainya dan kondisi lapangan kerja. Kebutuhan ‘specific charge’ (kg/m3) memberikan keterangan tentang blastability suatu batuan.

Dalam peledakan jenjang banyak cara-cara perhitungan yang digunakan tetapi sebagai contoh dalam tulisan ini hanya diberikan cara ‘the Modern Technique of Rock Blasting’

Cara Perhitungan Menurut ‘The Modern Technique of Rock Blasting’

Perhitungan didasarkan pada specific charge 0,4 kg/m3, dari EMULITE 150 untuk bagian dasar (constructed bottom) dari lubang tembak. Specific charge ini diperlukan untuk menghancurkan burden. Sedangkan untuk memecahkan batuan dibagian column dari lubang tembak dibutuhkan lebih sedikit bahan peledak. Oleh sebab itu specific charge rata-rata dari round (lubang) akan lebih kecil daripada 0,4 kg./m3 .

Dasar perhitungan untuk peledakan jenjang adalah rumus Langefors

B max =

Dimana :Bmax = burden maksimum (m)d = diameter lubang tembak (mm)p = packing degree (loading density) (kg/liter)s = weight strength bahan peledak (EMULITE 0,95)C = rock constantC = C + 0,05 untuk Bmax 1,4 – 15,0 mf = degree of fixation, 1,0 untuk luang vertikal

0,9 untuk lubang miring 3 : 1S/B = nisbah spacing dengan burden.

Perhitungan berikut ini adalah rumus Langerfors yang disederhanakan:Bmax = 1,47 untuk dynamex MBmax = 1,45 untuk emulite 150Bmax = 1,36 untuk ANFO

Dimana lb adalah charge concentration (kg/m) dari bahan peledak yang dipilih dibagian dasar lubang tembak, kemiringan lubang 3 : 1 dan ‘rock constant’ 0,4 tinggi jenjang K 2 x Bmax



Gambar 13Geometri Jenjang cara The Modern Technique Of Rock Blasting

a. Perhitungan muatanData: K 2 x Bmax

Bahan Peledak Emulite 150 Dynamex M ANFO‘Packaging degree’

‘Rock constant’ CKemiringan lubang

95 %1.15 kg/l

0.43.1

90 %1.25 kg/l

0.43.0

100 %0.8 kg/l

0.43.1

b. BurdenBurden maksimum dibagian dasar lubang tembak tergantung pada:- weight strength bahan peledak (S)- Charge concentration (lb)- Rock constant (C)- Construction of the bore hole

Bmax dihitung dengan rumus LangeforsDynamex M Bmax = 1,47 x R1 x R2

Emulite 150 Bmax = 1,45 x R1 x R2

ANFO Bmax = 1,36 x R1 x R2

Dimana :Lb = charge concentration, kg/mR1 = koreksi untuk kemiringan lubang 3 : 1R2 = koreksi rock constant untuk harga c 0,4



1) Menentukan charge concentration (lb)a. lb = 7,85 d2 x P

dimana:d = diameter lubang tembakP = packing degree, kg/liter

Tabel 6Konsentrasi Muatan Bahan Peledak

2) Korelasi dari Bmax untuk Bermacam-macam Kemiringan

Kemiringan : 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) Korelasi dari Bmax untuk Bermacam-macam ‘rock constant’ C

C : 0.3 : 0.4 : 0.5 R2 : 1.15 : 1.00 : 0.90

c. Subdrilling

Subdrilling = 0,3 x burden maximum, paling sedikit 10 x d U = 0,3 x Bmax (m)

d. 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)

Charge concentration, lb for explosives in plastic choses at different degrees of compression



Gambar 14Konsentrasi Muatan Bahan peledak

Kemiringan lubang tembak akan menghasilkan sudut peledakan yang menguntungkan, sehingga panjang ‘subdrilling’ dapat dikurangi.

1) Kesalahan pemboran Kesalahan pemboran ada dua macam, yaitu:- collar error = (mm)- alignment error = 0,03 m/m dari kedalaman lubang tembak

- E =

2) Practical burdenB = Bmax – E (m)

3) Practical spacingS = 1,25 x B (m)Apabila nisbah S/B dirubah sedangkan specific drilling atau specific charge tidak dirubah maka:

S/B > 1,25 fragmentasi kecilS/B < 1,25 fragmentasi besar

Specific drilling adalah pemboran yang diperlukan untuk meledakkan 1 meter kubik batuan (kebalikan ‘equivalent volume’)

e. Pemuatan lubang tembak

Dalam meledakkan bagian bawah lubang tembak constructed bottom), charge concentration, yang dipakai untuk menghitung Bmax yang dipergunakan = lb.

Tinggi muatan dasar = hb = 1,3 Bmax (m)Muatan dasar (bottom charge) = Qb = lb x hb (kg)Stemming adalah bagian yang tidak diisi muatan, tetai diisi penutup penyumbat: pasir atau hasil pemboran berukuran partikel 4-9 mm.



T = ho = BHo > B, resiko terjadi ‘fly rock’ bertambahHo < B, menghasilkan lebih banyak bongkah-bongkah (boulders)

Muatan kolar (collar charge) adalah muatan bahan peledak yang dipergunakan untuk membongkar batuan dibagian atas dari lubang tembak.Charge concentration = lc relatif lebih kecil

Lc = 40 % sampai 60 % dari lb (kg/m)Tinggi dari muatan kolar = hc

Hc = H – hb – ho (m)Muatan kolar = QcQc = lc x hc (kg)Muatan total Qtot = Qb + Qc (kg)Specific charge

Q =

Untuk kuari dan tambang terbuka

Q =

Dimana W adalah lebar round

6. Desain Pola Peledakan Bawah TanahPeledakan bawah tanah mempunyai beberapa tujuan, yaitu:- Meledakkan batuan dengan tujuan menghasilkan ruangan untuk gudang,

jalan, saluran, terowongan pipa, dan lain sebagainya.- Meledakkan batuan dengan tujuan mengambil material: operasi

penambangan.

Dari kedua jenis kegiatan di atas, terowongan merupakan bagian yang terpenting dari keseluruhan kegiatan. Terowongan umumnya dibuat dengan arah mendatar, miring, atau vertikal ke bawah maupun ke atas.Daur waktu kerja pembuatan terowongan adalah:- Pemboran- Pemuatan- Peledakan- Pembersihan asap (ventilasi)- Scaling (grouting apabila diperlukan)- Pengangkutan- Mempersiapkan pemboran dan lain-lain selanjutnya.

Dari jenis-jenis pekerjaan di atas yang perlu perhatian khusus adalah pekerjaan pemboran. Lubang ledak harus dibor tepat ditempat yang telah ditentukan dan dengan kemiringan yang benar atau dengan perkataan lain: Pemboran lubang ledak harus sempurna.

a. Dasar-dasar peledakan bawah tanahPerbedaan utama antara peledakan bawah tanah dengan peledakan di permukaan tanah adalah :

- Peledakan bawah tanah dilakukan ke arah satu bidang bebas (free face) sedangkan peledakan di permukaan dilakukan kearah dua atau lebih bidang bebas.

- Tempat peledakan atau ruangan bawah tanah lebih terbatas.



Oleh karena itu batuan akan lebih sukar untuk diledakkan dan perlu dibuat bidang bebas kedua, yang akan merupakan arah peledakan selanjutnya.

Dalam pembuatan terowongan bidang bebas kedua diperoleh dengan membuat cut pada permukaan terowongan. Macam-macam cut yang dipergunakan untuk membuat terowongan adalah :paralel hole cut, V-cut, fan cut dan lain-lain.

Setelah bukaan (cut) terbentuk maka stoping ke arah cut dimulai. Lubang kontur (contour holes) yang terdiri atas : lubang atap (roof holes), lubang dinding (wall holes) dan lubang lantai floor holes) dibuat agak diserongkan keluar dari kontur (disebut look out), sehingga terowongan yang dihasilkan mempunyai bentuk seperti yang direncanakan.

Sebagai petunjuk, look out tidak boleh melebihi harga= (10 cm + 3 cm/m x kedalaman lubang tembak), kira-kira berkisar 20 cm. Lihat gambar 15 dan 16.

Gambat 15Jenis-Jenis Lubang Ledak Untuk Peledakan Terowongan



Gambar 16Look Out

Konsumsi bahan peledak pada peledakan terowongan lebih besar daripad peledakan jenjang. Specific charge adalah 3 sampai 10 kali lebih tinggi daripada spesific charge untuk peledakan jenjang.

Cut yang biasa dipergunakan dalam pembuatan terowongan adalah ‘circular cut’ atau ‘large hole cut’ untuk pemboran horizontal tegak lurus pada permukaan batuan. Semua lubang dalam cut dibor paralel satu terhadap yang lain dan peledakan dilaksanakan kearah lubang kosong yang bertindak sebagai bukaan.

Paralel hole cut ini merupakan pengembangan ‘dari burn cut’ (lihat gambar 17) Cut dapat diledakkan disembarang tempat pada muka terowongan, tetapi harus diperhatikan bahwa letak cut mempengaruhi: lemparan, konsumsi bahan peledak, dan jumlah lubang ledak dalam round.

Apabila letak cut dekat dengan dinding mungkin dapat mengurangi jumlah lubang tembak dalam round, tetapi ada kelemahan-kelemahan lainnya.

Untuk mendapatkan arah peledakan ke depan dan tumpukan di tengah, cut diletakkan ditengah-tengah penampang dan agak ke bawah. Posisi ini akan menghasilkan lemparan yang dekat dan konsumsi bahan peledak lebih sedikit karena semua stoping ke arah bawah.



Gambar 17. Burn Cut

Posisi cut yang tinggi akan memberikan kemudahan pemuatan hasil peledakan, tetapi konsumsi bahan peledak lebih tinggi karena banyak stoping ke arah atas. Umumnya letak cut adalah pada deretan lubang tembak pertama di atas terowongan (lihat gambar 18).

Gambar 18Letak Cut Pada Muka Terowongan

1) Large hole cutCut yang umum dipakai pada saat ini adalah large hole cut, terdiri dari satu atau lebih lubang kosong yang berdiameter besar, dikelilingi oleh lubang-lubang berdiameter kecil yang berisi muatan bahan peledak.

Burden antara lubang-luang ini dengan lubang kosong adalah kecil. Selanjutnya lubang-lubang ledak diatur dalam segi empat yang mengelilingi bukaan (lihat gambar 19 dan 20).

Gambar 19Bentuk Dasar Rancangan Large Hole Cut



Gambar 20Susunan Lengkap Lubang Bor Pada Cut

Jumlah segiempat dalam cut dibatasi oleh ketentuan bahawa burden dalam segiempat terkahir tidak melebihi burden dari lubang stoping.

Dalam merencanakan suatu cut, parameter-parameter penting yang harus diperhatikan adalah:- diameter lubang besar (kosong)- Burden- Charge concentration

Gambar 21Hasil peledakan Sebagai Fungsi dari Letak dan Diameter

Lubang Ledak dan Lubang Kosong



Sebagai tambahan: ketepatan pemboran adalah faktor yang sangat penting terutama untuk lubang-lubang ledak paling dekat dengan lubang besar/kosong (lihat gambar 21).

Parameter yang berpengaruh supaya kemajuan (advance) peledakan round berhasil dengan baik adalah diameter dari lubang besar/kosong. Makin besar diameter lubang kosong makin dalam round dapat dibor dan makin besar pula kemajuan yang mungkin diperoleh. Salah satu penyebab paling umum dari kemajuan yang kecil adalah diameter lubang kosong yang terlalu kecil dalam hubungannya dengan kedalaman lubang ledak.

Dari grafik pada gambar 22 dapat dilihat bahwa kemajuan kira-kira 90 % akan didapat untuk kedalaman lubang ledak 4 m dan satu lubang kosong berdiameter 127 mm.

Gambar 22Kemajuan Per Round Sebagai Fungsi Kedalaman Lubang Ledak

Untuk Berbagai Diameter Lubang Kosong

Apabila dipergunakan beberapa lubang kosong, maka harus dihitung dahulu diameter lubang samaran (fiction diameter), dengan memakai rumus:

D = d Dimana:

D = diameter lubang samarand = diameter lubang kosongn = jumlah lubang

2) PerhitunganDari grafik pada gambar 21 terlihat bahwa supaya peledakan berhasil dengan baik (cleaned blast), maka jarak antara lubang ledak dengan lubang kosong, tidak boleh lebih besar dari pada 1,5 lubang kosong. Apabila jaraknya lebih besar hanya akan menimbulkan kerusakan (breakage) dan jika jaraknya terlalu dekat ada kemungkinan lubang ledak bertemu dengan lubang besar kosong.Jadi posisi lubang ledak adalah sebagai berikut:

a = 1,5 dimana:a = jarak antara lubang besar dengan lubang ledak (diukur dari pusat



lingkaran) = diameter lubang besarJika beberapa lubang kosong yang dipergunakan maka:

a = 1,5 Ddimana: D = diameter samaran

3) Pemuatan lubang ledak dalam bujur sangkar pertamaPemuatan harus dilakukan dengan hati-hati. Jika muatan bahan peledak (charge concentration) dalam lubang tembak terlalu sedikit kemungkinan tidak akan memecah/membongkar batuan, sedangkan bila terlalu banyak akan mengakibatkan tidak terjadinya ‘blow out’ melalui lubang kosong dan menyebabkan pemadatan kembali batuan yang telah dipecahkan. Akibatnya kemajuan yang besar tidak akan dicapai.

Kebutuhan muatan bahan peledak untuk bermacam-macam jarak C-C (pusat ke pusat) antara lubang kosong dan lubang ledak terdekat dapat dihitung menggunakan grafik pada gambar 23.

4) Perhitungan untuk bujur sangkar selanjutnyaCara perhitungan untuk bujur sangkar dalam cut yang tersisa adalah sama dengan bujur sangkar pertama. Perbedaannya adalah peledakan ke arah bukaan segi empat sebagai ganti bukaan sirkular. Sudut ledakan (angle of break) sebaiknya jangan terlalu kecil.

Dalam perhitungan ‘burden’ (B) sama dengan lebar (W) dari bukaan:B = W

Dengan memakai grafik pada gambar 24 dapat diperkirakan muatan bahan peledak minimum dan burden maksimum untuk bermacam-macam lebar bukaan. Muatan bahan peledak ini adalah muatan untuk semua kolom lubang tembak. Apabila diperlukan peledakan pada bagian dasar yang susah diledakkan (constricted bottom) harus digunakan muatan dasar yang besarnya dua kali charge concentration (lc) dan tingginya 1,5 B.

Gambar 23Jumlah Muatan Sebagai Fungsi Jarak Pusat ke Pusat Lubang



Untuk Berbagai Diameter Lubang Bor

Gambar 24Jumlah Muatan Sebagai Fungsi Dari Burden maksimum

Untuk Berbagai Lebar Bukaan Yang Ada

5) Stemming CutPanjang kolom lubang bor yang tidak diisi bahan peledak diperlihatkan oleh persamaan berikut:

Ho = 0,5 B

6) Merencanakan Cut

Bujur sangkar Ia = 1,5 W = a

mm 76 89 102 127 159a mmW1 mm

110150

130180

150210

190270

230320

Bujur Sangkar IIB1 = W1C – C = 1,5 W1W2 = 1,5 W1

mm 76 89 102 127 154W1 mmC-CW2 mm

150225320

180270380

210310440

270400560

320480670

Bujur sangkar III



B2 = W2C-C = 1,5 W2W3 =

mm 76 89 102 127 154W2 mmC-CW3 mm

320480670

380570800

440660930

560840

1.180

6701.0001.400

Bujur sangkar IVB3 = W3C-C = 1,5 W3W4 = 1,5 W3

mm 76 89 102 127 154W1 mmC-CW2 mm

320480670

380570800

440660930

560840

1.180

6701.0001.400

7) StopingSuatu round dibagi menjadi

- Lubang lantai (floor holes)- Lubang dinding (wall holes)- Lubang atap (roof holes)- Lubang stoping arah pemecah ke atas dan horizontal- Lubang stoping arah pemecahan ke bawah

Apabila burden (B), kedalaman lubang ledak (H) dan konsentrasi muatan dasar (lb) telah diketahui, tabel 7 di bawah ini dapat dipakai untuk menentukan geometri pemboran dan peledakan dari round.



Gambar 25Geometri Bujur Sangkar I-IV Pada Suatu Cut

Tabel 7Geometri Pemboran dan Peledakan Dari Round

Part of time round

Burden SpacingHeightBottomCharge

(m)

Charge concentration Stemming

(m)Bottom (Kg/m)

Column(kg/m)

Floor

Wall

Roof

Stoping :

Upwards

Horizontal

Downwards

1 X B

0.9 X B

0.9 X B

1 X B

1 X B

1 X B

1.1 X B

1.1 X B

1.1 X B

1.1 X B

1.1 X B

1.2 X B

1/3 X H

1/6 X H

1/6 X H

1/3 X H

1/3 X H

1/3 X H

lb

lb

lb

lb

lb

lb

1.0 x lb

0.4 x lb

0.3 x lb

0.5 x lb

0.5 x lb

0.5 x lb

0.2 X B

0.5 X B

0.5 X B

0.5 X B

0.5 X B

0.5 X B

8) KonturKontur dari terowongan dibagi menjadi: lubang lantai, lubang dinding dan lubang atap. Burden dan spacing untuk lubang lantai sama seperti lubang stoping. Lubang lantai diisi muatan lebih kuat dari pada lubang stoping



untuk mengimbangi gaya gravitasi dan berat massa batuan yang terisi dari round.Untuk lubang dinding dan lubang atap ada dua cara peledakan yang dipakai yaitu: normal profile blasting dan smooth blasting. Perhitungan normal profile blasting memakai tabel 7 di atas.

9) Pola penembakan (firing pattern)Pola penembakan harus direncanakan sedemikian rupa sehingga lubang ledak mempunyai ‘free breakage’. ‘Angle of breakage’ paling kecil dalam daerah cut sekitar 50o. Dalam daerah stoping pola penembakan direncanakan sedemikian sehingga ‘angle of breakage’ tidak kurang dari 90o (lihat gambar 26).Hal penting yang perlu diperhatikan dalam peledakan suatu terowongan adalah waktu tunda antar lubang-lubang yang cukup panjang.

Gambar 26Urutan Dalam Pola Penembakan

Di dalam daerah cut, waktu tunda antara lubang-lubang harus cukup panjang, sehingga memberi waktu untuk memecah dan melemparkan batuan melalui lubang kosong yang sempit. Terbukti bahwa batuan bergerak dengan kecepatan antara 40-60 meter per detik.

Suatu cut yang dibor dengan kedalaman 4 m akan membutuhkan waktu tunda 60-100 milidetik agar terjadi peledakan yang baik (cleaned blast). Waktu tunda yang biasa dipakai adalah 75-100 mili detik. Dalam dua bujur sangkar yang pertama hanya dipakai satu detonator untuk setiap waktu tunda.

Di daerah stoping, waktu tunda harus cukup panjang untuk memberi waktu terhadap gerakan batuan. Waktu tunda yang umum dipakai adalah 100-500 milidetik. Untuk lubang kontur, perbedaan waktu tunda diantara



lubang-lubang harus sekecil mungkin supaya dapat dihasilkan efek peledakan yang rata.

Untuk pembuatan terowongan dapat digunakan detonator jenis listrik atau non-listrik. Detonator listrik: MS (milli second) dan HS (half second) delay detonator. ‘Non elektric detonator’ mempunyai 25 macam interval (lihat tabel 8).

Tabel 8Waktu Tunda Berbagai Jenis Detonator

Electric detonators:Interval No. Delay time

VA/MSVA/MSVA/MSVA/MSVA/MSVA/MSVA/MSVA/MS

VA/MSVA/MSVA/MSVA/MSVA/MSVA/MSVA/MSVA/MSVA/MSVA/MSVA/MS

147

1013161820

23456789

101112

25 ms100 ms175 ms250 ms325 ms400 ms450 ms500 ms

1.0 Sec1.5 sec2.0 sec2.5 sec3.0 sec3.5 sec4.0 sec4.5 sec5.0 sec5.5 sec6.0 sec

Non electric detonatorsIntervalnumbers

Delay time Delay timeBetweenintervals

Nonel GT/TNonel GT/TNonel GT/T

Nonel GT/T

01-214, 1618, 2025, 30, 3549, 45, 5055, 60

25 ms100-1200 ms

1400-2000 ms

2500-6000 ms

100 ms

200 ms

500 ms



Gambar 27Bentuk Pola Penembakan Dengan Nonel GT/T dan Dengan

Detonator VA/MS dan VA/HS

10) V-Cut

Suatu cut dengan lubang-lubang tembak membentuk sudut yang paling umum dipakai adalah V-cut. Dibutuhkan lebar terowongan tertentu agar tersedia tempat kerja untuk alat bor.

Kemajuan per round akan bertambah apabila lebarnya bertambah; dapat dicapai kemajuan sampai 40-50% x lebar terowongan. Sudut cut tidak



boleh kurang dari 60o. Sudut yang lebih lancip membentuk ‘charge concentration’ yang lebih tinggi.

Cut biasanya terdiri dari dua buah V, tetapi di round yang lebih dalam cut dapat terdiri dari 3 atau 4 buah V. Setiap V dalam cut harus diledakkan dengan nomor interval yang sama, memakai MS detonator untuk menjamin koordinasi antara lubang ledak dalam hal proses pemecahannya. Apabila setiap V diledakkan sebagai kesatuan satu demi satu, waktu tunda antara V yang berlainan harus dalam urutan 50 milidetik, tujuannya memberikan waktu untuk pemindahan dan pemuaian batuan (lihat gambar 28).

Gambar 28V-Cut

11) Perhitungan V-cutPemuatan lubang cutCharge concentration di dasar lubang cut (lb) dapat diperkirakan menggu-nakan grafik pada gambar 29



Gambar 29Konsentrasi Muatan Dasar untuk Berbagai Bahan Peledak

Sebagai Fungsi dari Burden dan Ketinggian Cut

Tinggi muatan dasar (hb) untuk semua lubang cut adalah

Charge concentration dari kolum (lc)lc = 30 – 50 % lb

Stemming (ho) lubang-lubang dalam cutho = 0,3 x B1

Stemming untuk lubang-lubang yang lain:ho = 0,5 x B2




Documents

Makalah Bahan Peledak