PEMBORAN LUBANG LEDAK

1. Geometri Pemboran a. Diameter Lubang ledakFaktor-faktor yang mempengaruhi penentuan diameter lubang ledak adalah :

a. Volume batuan yang dibongkarb. Tinggi jenjang dan konfigurasi isianc. Tingkat Fragmentasi yang diinginkand. Mesin bor yang tersediae. Kapasitas alat muat yang akan menangani material hasil peledakan.

b. Arah Lubang ledakPada kegiatan pemboran ada dua macam arah lubang ledak yaitu arah tegak dan arah miring. Pada tinggi jenjang yang sama, kedalaman lubang ledak miring > dari pemboran tegak selain itu pemboran miring penempatan posisi awal lebih sulit karena harus menyesuaikan dengan kemiringan lubang ledak yang direncanakan.

c. Kedalaman Lubang ledakPenentuan kedalaman lubang ledak disesuaikan dengan tinggi jenjang, dimana kedalaman lubang ledak>tinggi jenjang. Kelebihan kedalaman lubang bor (subdrilling) dimaksudkan untuk memperoleh jenjang yang rata.

2.   Pemilihan Alat BorAdapun kondisi batuan yang akan digali atau dimanfaatkan bermaca-macam

karakteristik, tekstur, struktur dan kekerasannya, maka dalam usaha-usaha tersebut perlu diterapkan suatu metode yang tepat. Misalnya terhadap batuan yang keras (andesit), maka proses pemanfaatannya dapat dilakukan dengan metode peledakan. Tetapi sebelum pelaksanaan keputusan pekerjaan peledakan, perlu dipertimbangkan terlebih dahulu adanya fakto-faktor pemilihan bahan peledak dan factor-faktor teknis yang mempengaruhi hasil dari suatu proses tersebut, sehingga ketetapan pekerjaan dapat tercapai.

Metode pemboran yang utama dipergunakan dalam tambang terbuka atau quarry adalah pemboran pertikal atau miring. Dalam pekerjaan tambang, pemboran ini dilakukan untuk media bahan peledak. Sehingga dapat difungsikan sebagaimana mestinya dan juga pemboran ini sangat berpengaruh terhadap bentuk permukaan tambang khususnya bentuk bench yang diledakkan. Oleh karena itu, agar hasil dari suatu proses peledakan baik itu dilihat dari fragmentasi batuan dan kondisi dari tambang yang terbentuk terkoordinasi dengan baik, maka pola pemboran yang baik, aman dan efisien adalah “Staggered Dill Pattern” dan pola peledakan yang digunakan adalah “Staggered ‘V’ Cut”.

Sedangkan dalam pemilihan alat bor untuk tambang terbuka dan quarry yang memakai metoda peledakan jenjang, ada beberapa factor yang harus diperhatikan, antara lain : ukuran dan kedalaman lubang ledak, jenis batuan, kondisi lapangan dan lain sebagainya,

a.    Jenis Batuan, dimana menentukan pemilihan alat bor,  percussive atau rotary-rushing, dipakai untuk batuan yang keras, rotary-cutting dipakai untuk batuan sedimen.

b.    Tinggi Jenjang, parameter yang dihubungkan dengan ukuran lainnya. Tinggi jenjang ditentukan terlebih dahulu dan parameter lainnya disesuaikan atau ditentukan setelah mempertimbangkan aspek lainnya. Dalam tambang terbuka dan quarry  diusahakan tinggi jenjang ditentukan terlebih dahulu, dengan beracuan pada peralatan bor yang tersedia.Tinggi jenjang jarang melebihi 15 meter, kecuali ada pertimbangan lain.

c.    Diameter Lubang Ledak, faktor penting dalam menentukan ukuran diameter lubang ledak adalah besarnya target produksi. Diameter yang lebih besar akan memberikan laju produksi yang tinggi. Faktor lain yang mempengaruhi pemilihan ukuran diameter lubang ledak adalah fragmentasi batuan yang dikehendaki dan batasan getaran yang diijinkan.

d.    Kondisi Lapangan, kondisi lapangan sangat mempengaruhi pemilihan peralatan.e.    Fragmentasi, adalah istilah yang menggambarkan ukuran dari pecahan batuan setelah

peledakan dan pada umumnya fagmentasi dipengaruhi oleh proses selanjutnya.

3. Geometri Pemborangeometri pemboran meliputi diameter lubang bor, kedalaman lubang tembak,

kemiringan lubang tembak, tinggi jenjang dan juga pola pemboran.

3.1. Diameter lubang tembakDiameter lubang tembak yang terlalu kecil menyebabkan faktor energi yang

dihasilkan akan berkurang sehingga tidak cukup besar untuk membongkar batuan yang akan diledakkan, sedang jika diameter lubang tembak terlalu besar maka lubang tembak tidak cukup untuk menghasilak fragmentasi yang baik, terutama pada batuan yang banyak terdapat kekar dengan jarak kerapatan yang tinggi.diameter lubang tembak yang kecil juga memberikan patahan atau hancuran yang lebih baik pada bagian atap jenjang. hal ini berhubungan dengan stemming, dimana lubang tembak yang besar maka panjang stemming juga aka semakin besar dikarenakan untuk menghindari getaran dan batuan terbang, sedangkan jika menggunakan lubang tembak yang kecil maka panjang stemming dapat dikurangi.ukuran diameter lubang ledak yang akan dipilih akan tergantung pada :1. volume massa batuan yang akan dibongkar (vulome produksi)2. tinggi jenjang dan konfigurasi isian3. tinggi fragmentasi yang diinginkan4. alat muat yang digunakan

3.2. Kedalaman lubang tembakkedalaman lubang tembak biasanya disesuaikan dengan tinggi jenjang yang

diterapkan. dan untuk mendapatkan lantai jenjang yang rata maka hendaknya kedalaman lubang tembak harus lebih besar dari tinggi jenjang, yang mana kelebihan daripada kedalaman ini disebut dengan sub drilling.

3.3. Kemiringan lubang tembak (arah pemboran)Arah pemboran yang kita ketahui ada dua, yaitu arah pemboran tegak dan arah

pemboran miring. arah penjajaran lubang bor pada jenjang harus sejjajar untu k mrnjamin keseragaman burden yang ingin didapatkan dan spasi dalam geometri peledakan. lubang tembak yang dibuat tegak, maka pada bagian lantai jenjang aan menerima gelombang tekan yang besar, sehingga menimbulkan tonjlan pada lantai jenjang, hal ini dikarenakan gelombang tekan seagian akan dipantulkan pada bidang bebas dan sebagian lagi akan diteruskan pada abgian bawah lantai jenjang.

Sedangkan dalam pemakaian lubang tembak miring akan membentuk bidang bebas yang lebih luas, sehingga akan mempermudah proses pecahnya batuan karena gelombang tekan yang dipantulkan lebih besar dan gelombang tekan yang diteruskan pada lantai jenjang yang lebih kecil.

3.4. Pola pemboranPola pemboran yang biasa diterapkan pada tambang terbuka biasanya menggunakan

dua macam pola pemboran yaitu :1. pola pemboran segi empat (square pattern)2. pola pemboran selang-seling (staggered)Pola pemboran segi empat adalah pola pemboran dengan penempatan lubang-lubang tembak antara baris satu dengan baris berikutnya sejajar dan membentuk segi empat. Pola pemboran segi empat yang mana panjang burden dengan panjang spasi tidak sama besar disebut square rectangular pattern. Sedangkan pola pemboran selang-seling adalah pola pemboran yang penempatan lubang ledak pada baris yang berurutan tidak saling sejajar, dan untuk pola pemboran selang-seling yang mana panjang burden tidak sama dengan panjang spasi disebut staggered rectangular pattern.Beberapa Keuntungan Pemboran Miring :

-          mengurangi biaya pemboran dan konsumsi handak, karena dengan burden yang besar-          akan diperoleh jenjang yang stabil-          mengurangi resiko timbulnya ´toe dan ´backbreak

Beberapa Kerugian Pemboran Miring :-          sulit melakukan pemboran miring yang akurat-          diperlukan supervisi yang ketat

Beberapa Keuntungan Pemboran Vertikal :-          Pelaksanaan pengeboran lebih mudah, cepat, dan akurat-          Untuk jenis batuan yang sama, asesoris bor berumur lebih panjang-          Bahan pe l edak l eb ih s ed i k i t-          B i aya pengebo ran l eb ih ke c i l

Beberapa Kerugian Pemboran Vertikal :-          Lereng kurang stabil terhadap getaran, perlu analisis kestabilan lereng

-          Hanya baik untuk batuan yang kompeten (kuat)-          Permukaan bidang bebas sering tidak rata

Faktor YangMempengaruhi:`Karakteristik Batuan (Data Geoteknik) `Karakteristik BahanPeledak  `Teknik/ Metode Peledakan Desain :`Diameter Lubang Bor  `KetinggianJenjang `Geometri Pemboran : B, S, T, Sd `Struktur Batuan `Fragmentasi `Kestabilan Jenjang

3. 2. Sistem Pemboran Secara Mekanik (Mechanical Drilling)Mechanical Drilling merupakan operasi pemboran yang peralatan pemborannya

digerakkan secara mekanis sehingga operator pemboran dapat mengendalikan semua parameter pemboran lebih mudah. Peralatan pemboran ini disangga diatas rigs dan menggunakan roda atau ban rantai. Komponen utama pada mechanical drilling adalah,a. Mesin (sumber energi mekanik)b. Batang Bor (mentransmisi energi mekanik)c. Mata Bor (menggunakan energi mekanik untuk menembus batuan)d. Flushing (membersihkan lubang bor dari cuttings)

Mechanical drilling terbagi menjadi tiga macam berdasarkan cara penetrasi terhadap batuan, yaitu: rotary drilling, percussive drilling, dan rotary-percussive drilling.

3.2..1 Metode Pemboran Rotary DrillingRotary Drilling adalah metode pemboran yang menggunakan aksi putaran

untukmelakukan  enetrasi terhadap batuan. Pada metode ini ada dua jenis mata bor, yaitu tricone bit dengan hasil penetrasinya berupa gerusan dan drag bit dengan hasil penetrasinya berupa potongan (cutting).

3.2.2 Metode Pemboran Percussive DrillingPercussive Drill adalah metode pemboran yang menggunakan aksi tumbukan untuk melakukan penetrasi terhadap batuan. Komponen utama Percussive drilling adalah piston. Energi tumbukan piston diteruskan ke batang bor dan mata bor dalam bentuk gelombang kejut yang bergerak sepanjang batang bor untuk meremukkan permukaan batuan.

3.2..3 Metode Pemboran Rotary – Percussive DrillingRotary-Percussive Drilling adalah metode pemboran yang menggunakan aksi tumbukan yang dikombinasikan dengan aksi putaran, sehingga terjadi proses peremukan dan penggerusan batuan. Metode ini terbagi menjadi dua :a. Top HammerPada metode ini, aksi putaran dan tumbukan dihasilkan diluar lubang bor yang kemudian ditransmisikan melalui batang bor yang menuju mata bor.b. Down The Hole HammerPada metode ini, aksi tumbukan dihasilkan didalam lubang bor yang dialirkan langsung ke mata bor, sedangkan aksi putarannya dihasilkan diluar mata bor yang kemudian ditransmisikan melalui batang bor menuju mata bor.

3.3 Perlengkapan Metode Pemboran Rotary-PercussiveBatang bor yang digunakan pada pemboran rotary-percussive ada dua macam, yaitu integral drill steel dan extention drill Steel.

3.3.1 Integral Drill SteelIntegral drill steel tidak memerlukan couplings karena mata bor dan batang bornya

menjadi satu. Batang bor ini biasanya digunakan untuk jenjang yang relative rendah atau kedalaman pemboran relative dangkal dan diameter lubang bor antara 22-41 mm.Komponen Batang Bor Jenis Integral.

3.3.2 Extension Drill SteelBerbeda dengan Integral drill, extension drill memerlukan coupling untuk

menghubungkan shank rod denganextension rods. Selain itu, batang bor jenis extension dapat dipakai untuk mendapatkan kedalaman pemboran yang diinginkan.Komponen batang extension

Perlengkapan pemboran pada alat bor rotary-percussive drilling denganmenggunakan extension drill steel adalah :1) ThreadsDrill Steel threads berfungsi menghubungkan, shank, coupling sleeve, rods dan bits selama operasi pemboran.Threads terdiri dari 4 macam, yaitu:a. R – ThreadR – thread digunakan pada lubang berdiameter kecil (22-38 mm), R-threadmemiliki sebuah pitch berukuran 12,77 mm dan mempunyai profil sudutyang besar.b. T – ThreadDapat digunakan pada semua kondisi pemboran dengan batang bor berukuran 38 – 51 mm. T-thread memiliki ukuran pitch yang lebih besar dan sudut yang lebih kecil sehingga pelepasan koplingnya lebih mudah daripada R – thread. Umur pakai thread tipe ini lebih panjang.c. C – ThreadsC – thread didesain untuk batang berukuran 51 mm atau lebih. Pitch padathread ini berukuran besar dan slope angle mirip dengan T- thread.d. GD or HL – ThreadThread ini mempunyai karakteristik diantara R- thread dan T – thread. Thread ini mempunyai asymmetrical ‘sawtooth’ profil dan digunakan pada batang bor berukuran 25 – 57 mm.

2) Shank AdaptorShank adaptor merupakan komponen mesin bor yang pertama yang menstransmisikan energi pukulan dari piston ke batang bor. Shank adaptor ini terletak didalam mesin bor dandihubungkan dengan couplings ke batang bor pertama.

3) Batang BorBatang bor berguna untuk meneruskan energi putaran dan energi pukulan dari shank adaptor ke mata bor. Pada pemboran dengan top hammer batang bor merupakan komponen setelah drill chuck dan dapat berbentuk hexagonal maupun round cross – section.4) CouplingsCoupling berguna untuk menyambungkan batang bor yang satu dengan batang bor lainnya. Tujuan penggunaancoupling untuk memperoleh kedalaman yang diinginkan.5) Mata borMata bor berguna untuk meneruskan energi putaran dan tumbukan dari batang bor ke batuan. Alat bor rotary-percussive drill terdiri dari 2 jenis mata bor, yaitu:a. Button Bit

Button bit berbentuk silinder. Pada bagian permukaan button bit terbesar tungstan carbide dalam berbagai bentuk dengan diameter antara 50 mm – 251 mm. button bit ini lebih cocok digunakan pada rotary-percusive drilling, mempunyai kecepatan yang lebih tinggi daripada insert bit, lebih resisten terhadap pengerutan dan cold-pressing, dan mampu meneruskan energy dari batang bor secara lebih efektif. (Gambar 3.10) Sleeve-type Semi-bridge type Full-bridge type Helical-splines typeb. Insert Bit

Insert bit ini terdiri dari dua bentuk yaitu cross bits dan X-bits. Cross bits terdiri dari empat buah tungsten carbide yang saling membentuk sudut 90o sedangkan X-bits terdiri dari empat buah tungsten carbide yang saling membentuk sudut 75o dan 105o. Insert bits memiliki ukuran diameter mulai dari 35 mm sampai 57 mm untuk cross bits dan 64 mm untuk Xbits.(

3.4 Kegiatan Dasar pada Pemboran Rotary-Percussive

3.4.1 PercussionEnergi pukulan dihasilkan dari shock wave yang menggerakkan piston secara berulang-ulang kemudian ditransmisikan dari hammer ke mata bor melalui batang bor. Button Bit Cross Bit X-Bit

3.4.2 RotationGerakan putaran yang menghasilkan perputaran mata bor diantara energi pukulan

berulang-ulang. Gerakan ini mengakibatkan terjadinya tumbukan mata bor batuan dengan posisi yang berbeda-beda. Metode Pemboran di Permukaan dan Pemakaiannya

3.4.3 Feed, or Thrust LoadTrhust Load adalah energi yang dihasilkan oleh pull down motor untuk menggerakkan hammer dan kemudian diteruskan ke mata bor sehingga terjadi kontak permanen dengan batuan. Feed adalah komponen dari rotary-percussive rock drill yang

menggerakkan pneumatic maupun hydraulic hammers maju mundur. Feed juga menyediakan thrust load yang diperlukan pada operasi pemboran.

3.4.4 FlushingFlushing adalah semburan udara, air, atau busa ke dalam lubang bor untuk mengeluarkan cutting dari dalam lubang bor serta bertujuan untuk membersihkan lubang bor.

3.5 Estimasi Produksi Mesin Bor

3.5.1 Waktu Edar (Cycle Time)Waktu edar yang dibutuhkan untuk membuat satu lubang.Ct = Bt + St + At + Pt + DtKeterangan :Ct = Waktu edar (menit)Bt = Waktu pemboran (menit)St = Waktu menyambung batang bor (menit)At = Waktu melepas batang bor (menit)Dt = Waktu untuk mengatasi hambatan (menit)Pt = Waktu pindah ke lubang yang lain, dan mempersiapkan alat bor hinggasiap untuk melakukan pemboran (menit)

3.5.2 Kecepatan Pemboran Rata-rata ( Drilling Speeds)Kecepatan pemboran terdiri dari beberapa definisi :1) Drilling RateDrilling Rate merupakan perbandingan kedalaman lubang bor yang dicapai terhadap waktu yang diperlukan untuk membuat 1 atau lebih lubang bor, tanpa memperhitungkan waktu untuk mengatasi hambatan (delay time).Dr1 = Keterangan :Dr1 : Kecepatan pemboran bersih (meter/menit)H : Kedalaman lubang tembak (meter)Ct – Dt : Waktu edar pemboran tanpa hambatan (menit)

2) Gross Driling RateGross Drilling Rate merupakan perbandingan kedalaman lubang bor yang dicapai terhadap waktu yang tersedia.GDR = Keterangan:GDR = Kecepatan pemboran (m/menit)H = Kedalaman Lubang Tembak (meter)Ct = waktu edar pemboran (menit)

3.5.3 Efisiensi Kerja PemboranEfisiensi kerja pemboran adalah perbandingan antara waktu kerja produktif dengan

waktu kerja yang terjadwal dan dinyatakan dalam persen. Waktu produktif adalah waktu yang digunakan untuk kerja pemboran. Jadi efisiensi kerja dapat dinyatakan:EK =  X 100%Keterangan:EK = Efisiensi kerja pemboran (%)WP = waktu kerja produktif (jam)WT = waktu kerja yang tersedia (jam)

3.5.4 Volume SetaraVolume setara (Equivalent volume, Veq) menyatakan volume batuan yang diharapkan terbongkar untuk setiap meter kedalaman lubang ledak yang dinyatakan dalam m3/m. Volume setara dapat dihitung denga persamaan:Veq = Keterangan :Veq = volume setara (m3/m)V = volume batuan yang diledakkan (m3)n = jumlah lubang tembakH = kedalaman lubang tembak (m)

3.5.5 Produksi PemboranProduksi pemboran tergantung kecepatan pemboran mesin bor, volume setara dan

penggunaan efektif mesin bor. Produksi tersebut dinyatakan dalam m3/jam. Maka persamaan produksi pemboran adalah:P = Veq x GDR x EK x 60Keterangan :P = produksi alat bor (m3/jam/alat)60 = konversi dari menit ke jam