Prosiding Potensi Dan Bidang Runtuhan Pada Lereng

8/12/2019 Prosiding Potensi Dan Bidang Runtuhan Pada Lereng

1/23

ISBN 978-979-99141-5-6 99

POTENSI DAN BENTUK BIDANG RUNTUHAN

PADA LERENG TAMBANG TERBUKA

Heri SyaefulPusat Pengembangan Geologi Nuklir

Jl. Lebak Bulus Raya No. 9 Ps. Jumat, Jakarta, 12440

ABSTRAK

POTENSI DAN BENTUK BIDANG RUNTUHAN PADA LERENG TAMBANG

TERBUKA. Perencanaan suatu tambang terbuka sangat dipengaruhi oleh banyak hal

dan salah satu hal penting yang diperhitungkan adalah kestabilan lereng. Analisis

kestabilan lereng pada tambang terbuka secara umum terbagi pada dua bagian yaitu

highwall danfootwall. Dalam rangka memahami potensi bidang keruntuhan pada lereng

highwall dilakukan analisis kestabilan lereng menggunakan metoda Morgenstern-Price(1965) dan pada lereng footwall menggunakan metoda Spencer (1967). Setelah itu

dilakukan pengamatan pada longsoran yang terjadi pada daerah highwall dan footwall

agar diketahui kesesuaian penerapan metoda analisis yang telah diterapkan. Berdasarkan

hasil pengamatan diketahui bentuk bidang keruntuhan pada lereng highwall adalah

sirkuler, serupa dengan pada perencanaan. Longsor pada umumnya disebabkan oleh

pengaruh air yang meresap dan mempengaruhi kesetimbangan, selain itu diperkirakan

terjadi pelapukan yang menyebabkan berubahnya sifat mekanik batuan dari kondisi

awal. Sedangkan pada lereng footwall, selain longsor planar, pada daerah dengan

pengaruh struktur geologi yang kuat terjadi longsor berbentuk semi sirkuler. Pada

daerah dengan pengaruh struktur geologi tersebut pemodelan sifat material sebaiknya

menggunakan sistem Geological Strength Index (GSI) agar pengaruh bidang

diskontinuitas kekar termasuk dalam analisis.

Kata Kunci : analisis kestabilan lereng, tambang terbuka, bidang longsor

ABSTRACT

POTENTIAL AND SHAPE OF FAILURE PLANE IN OPEN PIT SLOPE. Planning an

open pit mine influenced by various things and one very important thing is the stability

of the slope. Analysis of slope stability in open pit mines generally divided on two parts,

namely the highwall and footwall. In order to understand the failure potential in

highwall slope, performed slope stability analysis using the method of Morgenstern-

Price (1965) and in the footwall slopes using the method of Spencer (1967). After that

observation conducted on slope failure that occurred in the highwall and footwall in

order to know the suitability of the method of analysis that has been applied. Based onthe observation, shape of failure plane in highwall slope is circular, similar with in the

planning. Failure generally caused by the pervasive influence of water and affected the

balance, beside that weathering predicted to occur and causing changes in the

mechanical properties of rocks from the initial condition. While in the footwall slopes,

beside planar failure, in areas with strong influence of geological structure, semi-

circular shaped of failure plane also occured. In areas with the influence of geological


2/23

ISBN 978-979-99141-5-6100

structure, modeling of material properties should use the system of Geological Strength

Index (GSI) in order to take into account the influence of joint discontinuity plane in the

analysis.Key words : slope stability analysis, open pit, failure plane

PENDAHULUAN

Tambang terbuka adalah suatu bukaan

yang dibuat dari permukaan tanah dan

bertujuan untuk mengambil mineral

atau batubara, bukaan tersebut akan

dibiarkan tetap terbuka selama

pengambilan mineral atau batubara

masih berlangsung. Desain suatu

tambang terbuka sangat dipengaruhi

oleh banyak hal dan salah satu hal

penting yang diperhitungkan adalah

kestabilan lereng. Kestabilan lereng

merupakan suatu faktor yang sangatpenting karena menyangkut persoalan

keselamatan manusia, keamanan

peralatan serta kelancaran produksi.

Mengingat pentingnya kestabilan lereng

dalam tambang terbuka, maka perlu

diketahui metoda analisis kestabilan

lereng, pemodelan sifat material,

termasuk bentuk dan potensi bidang

runtuh yang dapat terbentuk pada lereng

highwall dan footwall. Potensi

keruntuhan pada desain tersebut

selanjutnya akan dibandingkan dengan

longsoran yang secara aktual terjadi

pada tambang terbuka.

METODA

Kestabilan lereng tergantung pada gaya

penggerak dan penahan yang bekerja

pada lereng. Gaya penggerak adalah

gaya-gaya yang mengakibatkan suatu

bagian lereng bergerak. Sedangkan gaya

penahan adalah gaya-gaya yang

mempertahankan kestabilan bagian

lereng tersebut. Jika gaya penahannya

lebih besar dari gaya penggerak, makalereng tersebut dalam keadaan stabil.

Kestabilan suatu lereng biasanya

dinyatakan dalam bentuk Faktor

Keamanan (FK) berdasarkan kondisi

FK = gaya penahan / gaya penggerak.

Faktor-faktor yang mempengaruhi

kestabilan lereng diantaranya geometri

lereng, struktur geologi, kondisi air

tanah, sifat fisik dan mekanik

tanah/batuan, serta gaya-gaya yang

bekerja pada lereng. Geometri lereng


3/23

ISBN 978-979-99141-5-6 101

sangat mempengaruhi kestabilan suatu

lereng. Semakin besar kemiringan dan

ketinggian suatu lereng, maka

kestabilannya akan semakin kecil.

Struktur batuan juga mempengaruhi

kestabilan dalam hal keterdapatan

bidang-bidang diskontinuitas seperti

sesar, perlapisan dan rekahan. Struktur

batuan tersebut merupakan bidang-

bidang lemah dan sekaligus dapat

menjadi tempat merembesnya air yang

menyebabkan berkurangnya nilai kuat

geser pada tanah. Sifat fisik batuan yang

mempengaruhi kemantapan lereng

adalah bobot isi (densitas), porositas

dan kandungan air, sedangkan sifat

mekanik didapatkan dari pengujian

kekuatan di laboratorium, baik berupauji tarik, tekan, maupun geser.

Metoda yang diterapkan dalam analisis

menggunakan metoda kesetimbangan

batas (limit equilibrium) dengan

pendekatan metoda irisan (Gambar 1).

Metode irisan merupakan metode yang

sangat populer dalam analisa kestabilan

lereng. Metode ini telah terbukti sangat

berguna dan dapat diandalkan dalam

praktek rekayasa serta membutuhkan

data yang relatif sedikit dibandingkan

dengan metode lainnya,seperti metode

elemen hingga (finite element), metode

beda hingga (finite difference) atau

metode elemen diskrit (discrete

element). Ide untuk membagi massa di

atas bidang runtuh ke dalam sejumlah

irisan telah digunakan sejak awal abad

20. Pada tahun 1916, Peterson

melakukan analisis kestabilan lereng

pada beberapa dinding dermaga di

Gothenberg, Swedia, dimana bidang

runtuh dianggap berbentuk sebuah

busur lingkaran dan kemudian massa di

atas bidang runtuh dibagi ke dalam

sejumlah irisan vertikal. Dua puluh

tahun kemudian, Fellenius (1936)

memperkenalkan metode irisan biasa.Setelah itu muncul beberapa metode

irisan lainnya, antara lain yang

dikembangkan oleh: Janbu (1954,

1957); Bishop (1955); Morgenstern dan

Price (1965); Spencer (1967); Sarma

(1973, 1979); Fredlund dan Krahn

(1977), Fredlund, dkk (1981); Chen dan

Morgenstern (1983); Zhu,Lee dan Jiang

(2003).


4/23

ISBN 978-979-99141-5-6102

Gambar 1. Metoda irisan lereng dengan bidang runtuh berbentuk busur lingkaran dan

gabungan busur lingkaran dengan segmen garis lurus (Saifuddin, 2008)

Perhitungan faktor keamanan dilakukan

berdasarkan kesetimbangan momen dan

kesetimbangan gaya. Salah satu faktor

yang mempengaruhi ketelitian

perhitungan faktor keamanan adalah

asumsi tentang gaya geser antar irisan

yang digunakan. Untuk metode-metode

yang memenuhi semua kondisi

kesetimbangan gaya dan momen, pada

umumnya pengaruh dari asumsi gaya

geser antar irisan terhadap perhitungan

faktor keamanan untuk semua bentuk

bidang runtuh adalah kecil sekali dan

diabaikan. Namun hal tersebut tidak

berlaku pada metode-metode yang tidak

memenuhi semua kondisi

kesetimbangan. Pada umumnya untuk

semua bentuk bidang runtuh, kecuali

bidang runtuh busur lingkaran, terdapat

pengaruh yang cukup besar dari asumsi

gaya geser antar-irisan terhadap faktor

keamanan dengan kesetimbangan


5/23

ISBN 978-979-99141-5-6 103

momen. Faktor keamanan dengan

kesetimbangan gaya juga dipengaruhi

oleh asumsi gaya geser antar-irisan

yang digunakan, kecuali untuk bidang

runtuh planar.

Metoda irisan yang akan diterapkan

dalam penelitian ini adalah metode

Morgenstern-Price (Morgenstern and

Price, 1965) pada lereng highwall dan

Spencer (1967) pada lereng footwall.

Kedua metode tersebut dapat digunakan

untuk semua bentuk bidang runtuh dan

telah memenuhi semua kondisi

kesetimbangan. Metode Morgenstern-

Price (1965) menggunakan asumsi yang

sama dengan metode kesetimbangan

batas umum yaitu terdapat hubungan

antara gaya geser antar-irisan dan gaya

normal antar-irisan. Asumsi yang

diterapkan dalam metoda ini adalah

kemiringan gaya geser antar irisan

besarnya sebanding dengan fungsi

tertentu yang diasumsikan. Sedangkan

pada metoda Spencer (1967) asumsi

yang digunakan adalah kemiringan dari

resultan gaya geser dan normal antar-

irisan adalah sama untuk semua irisan.

Data sifat material yang digunakan

dalam penelitian ini menggunakan data

dari salah satu tambang batubara di

Kalimantan Timur, termasuk metoda

pemodelan sifat material, dan

perhitungan faktor keamanan.

ANALISIS KESTABILAN LERENG

HIGHWALL

Lereng pada highwall terbagi dalam

beberapa bagian yaitu bench/jenjang,

catch bench/berm,ramp, slope toe, dan

slope crest (Gambar 2). Dalam desain

lereng highwall dilakukan analisis untuk

bench slope (sudut jenjang) dan overall

slope. Sudut jenjang tidak dilakukan

perhitungan dikarenakan sejak lama

telah diterapkan sudut 700untuk semua

jenjang, dan telah terbukti aman untuk

kondisi batuan di lokasi tambang.Pengecualian dilakukan apabila terdapat

zona wash out, yaitu pada zona pasir

lepas yang mempunyai nilai kohesi

sangat rendah. Pada zona tersebut sudut

jenjangyang digunakan adalah 45.

Dalam perhitungan overall slope

dibutuhkan data model geologi, struktur

geologi, kondisi aktual topografi,

airtanah, stage plan/face position,

sejarah penambangan, dan parameter

sifat teknis batuan.


6/23

ISBN 978-979-99141-5-6104

Gambar 2. Terminologi umum dalam desain lereng open-pit (Sjoberg, 1996)

Pada perhitungan overall slope, sifat

material untuk lapisan overburden/

interburden atau lapisan non-batubara

dimodelkan mengggunakan grafik

fungsi tegangan geser/normal

(shear/normal stress). Sedangkan untuk

lapisan batubara menggunakan

parameter sifat material mohr-coulomb.

Data sifat teknis yang digunakan dalam

pemodelan sifat material sedimen non-

batubara adalah:

- Berat isi (unit weight - )Berat isi adalah perbandingan

antara berat contoh tanah dengan

volumenya. Contoh tanah dibentuk

dengan memakai alat pencetak

berbentuk silinder dengan ukuran

tertentu, kemudian beratnya

ditimbang dan volumenya dihitung.

Berat isi material sedimen non-

batubara dilokasi tambang berkisar

antara 15 19 kN/m3.

- Rock quality designation (RQD)Rock quality designation (RQD)

merupakan modifikasi dari

persentase core recovery dimana

panjang inti yang lebih besar dari

100 mm (4 inchi) dijumlahkan dan


7/23

ISBN 978-979-99141-5-6 105

dibagi dengan panjang core run.

RQD merupakan indeks kualitas

batuan dimana dapat mencerminkan

problematik batuan, diantaranya

pelapukan, zona lunak, zona

frakturasi, zona sesar, dan kekar.

Data RQD didapatkan dari hasil

identifikasi lapangan oleh well site

geologist pada saat pemboran

eksplorasi.

- Uniaxial compressive strength

(UCS)

Tes ini menggambarkan kuat geser

tidak terdrainase yang disebabkan

tekanan insitu dari contoh tanah.

Tes ini dilakukan pada contoh

tanah berbentuk silinder tanpa

adanya tekanan confining,dilakukan dengan pembebanan

aksial sampai terjadi keruntuhan

pada contoh. Setiap lapisan dengan

ketebalan lebih dari 50 cm

dianalisis untuk dimasukkan dalam

basis data. Berdasarkan hasil

analisis terhadap batuan dilokasi

tambang, secara umum didapatkan

nilai UCS sebagai berikut:

a)Pit A antara 1.3 6.8 MPab)Pit B antara 1 13.8 MPac)Pit C antara 4.2 21.28 MPaHasil analisis UCS tersebut

menunjukkan hampir keseluruhan

batuan didaerah tambang dapat

diklasifikasikan mempunyai

kekuatan sangat rendah sampai

rendah (Hoek, et. al., 1995 dalam

Edelbro, 2003).

- Geological strength index (GSI)

GSI pertama kali diperkenalkan

oleh Hoek pada 1994 (Edelbro,

2003) merupakan suatu metode

untuk mengestimasi pengurangan

kekuatan massa batuan akibat

kondisi geologi yang berbeda. Nilai

GSI didapatkan dari beberapaparameter, diantaranya kekuatan

contoh batuan (intact rock), RQD,

jarak antara kekar, dan kondisi

kekar. Sedangkan faktor air

diabaikan karena perhitungan

didasarkan asumsi kondisi air

kering (Gambar 3).

.


8/23

ISBN 978-979-99141-5-6106

Gambar 3. Geological Strength Index(Hoek, et. al., 1995 dalam Edelbro, 2003)

- Intact rock parameter (mi)Intact rock parameter merupakan

nilai konstan contoh batuan yang

dinilai berdasarkan kelompok

batuan (Gambar 4). Kisaran nilai mi

didapatkan untuk setiap material

yang bergantung pada granuralitas

dan interlocking pada struktur

kristal dalam batuan. Nilai miyang

lebih besar menggambarkan

karakteristik batuan dengan kristal

yang semakin interlocking dan

lebih bersifat friksi. Nilai mi yang

digunakan dalam perhitungan

ditetapkan 6, merupakan nilai

material sedimen klastik dengan

besar butir sangat halus sampai

halus, atau antara batulempung dan

batulanau.


9/23

ISBN 978-979-99141-5-6 107

Gambar 4. Nilai konstan mi untuk batuan intact berdasarkan kelompok batuan(Hoek, 2000 dalam Edelbro 2003)

- Disturbance factor (D)Parameter disturbance factormerupakan indikasi dari jumlah

kerusakan batuan yang dapat terjadi

pada saat dilakukan ekskavasi atau

peledakan (Gambar 5). Nilai D = 0

mencerminkan batuan mengalami

kerusakan yang sangat sedikit,sedangkan nilai D = 1

mencerminkan kondisi batuan yang

mengalami kerusakan signifikan

pada saat peledakan. Di daerah


10/23

ISBN 978-979-99141-5-6108

tambang peledakan dilakukan

secara terkontrol, nilai D ditetapkan

0.7. Peledakan dilakukan dengan

terlebih dahulu membuat lubang

bor menggunakan peralatan bor

perkusi, dan selanjutnya dilakukan

peledakan.

Gambar 5. Metode estimasi disturbance factor(Edelbro, 2003)


11/23

ISBN 978-979-99141-5-6 109

Untuk lapisan batubara data yang

digunakan dalam pemodelan sifat

material adalah:

- Berat isi (unit weight - )Berat isi material sedimen batubara

dilokasi tambang berkisar antara 16

17 kN/m3.

- Kohesi (C)Kohesi mencerminkan faktor

kelekatan material. Pada umumnya

nilai kohesi akan tinggi pada

material berbutir halus dan rendah

pada material berbutir kasar. Nilai

kohesi didapatkan dari pengujian

triaksial dari contoh inti batuan.

Nilai kohesi pada batubara berkisar

59 79 kN/m2.

- Sudut geser dalam (internalfriction - )

Sudut geser dalam merupakan gaya

gesek yang timbul antara butiran

batuan. Serupa dengan kohesi, nilai

sudut geser didapatkan dari hasil

pengujian triaksial dilaboratorium

terhadap contoh inti batuan. Nilai

sudut geser dalam batubara di

lokasi tambang cukup rendah atauhanya berkisar antara 7 9.

Tahapan awal analisis kestabilan lereng

adalah penggambaran penampang

litologi dan rencana pemotongan lereng

(Gambar 6). Rencana pemotongan

lereng secara umum pada tambang

didapatkan dari divisi perencanaan

pertambangan (mine planning). Garis

piesometrik digambarkan berdasarkan

hasil pengukuran level muka airtanah

dari standpipe piesometer yang

dipasang pada bekas sumur eksplorasi

(Gambar 7). Karakteristik hidrogeologi

formasi batuan di dalam areal

pertambangan hampir seluruhnya dapat

dikategorikan sebagai aquiclude atau

semi impermeabel. Litologi overburden

dan interburden sebagian besar

merupakan batulanau, batulempung,

dengan sangat sedikit batupasir. Sangat

jarang terdapat channel batupasir kasar

yang umum pada lingkungan

pengendapan sungai meander. Kondisi

tersebut menjadikan lapisan batubara

yang secara fisik banyak mengandung

kekar-kekar berfungsi menjadi aquifer.

Beban seismik merupakan suatu hal

yang harus juga diperhitungkan. Data

percepatan seismik menggunakan data

dari peta percepatan puncak batuan

dasar wilayah indonesia pada SNI-1726-2001 (Gambar 8). Berdasarkan

data tersebut nilai percepatan seismik

ditetapkan sebesar 0.1 g.


12/23

ISBN 978-979-99141-5-6110

1

2

3

4

5

6 78

9

Distance (m)

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 20

Depth(m)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

1

2

3

4

5

6 78

9

Distance(m)

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200

Depth(m)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

Gambar 6. Geometri lereng dan lapisan

tanah/batuan

Gambar 7. Garis piesometrik pada

penampang lereng

Gambar 8. Peta percepatan puncak batuan dasar wilayah Indonesia (SNI-1726-2001)

Perhitungan kestabilan lereng

dilakukan dengan mencari bidang

runtuh dengan faktor keamanan

terkecil berdasarkan metoda

Morgenstern-Price (1965). Metoda

iterasi bidang runtuh dilakukan dengangrid dan radius (Gambar 9). Hasil

perhitungan mendapatkan informasi

apakah kemiringan overall-slopepada

desain tambang terbuka sudah aman

atau perlu mendapatkan revisi. Desain

lereng yang aman didapatkan jika

faktor keamanan lebih besar dari 1.2,

sedangkan jika kurang dari 1.2 maka

sudut overall-slope ditambah dengan

cara memperlebar ramp atau berm(Gambar 10 13). Desain lereng

dengan nilai faktor keamanan yang

lebih dari 1.2 selanjutnya akan

diaplikasikan pada tambang.


13/23


14/23

ISBN 978-979-99141-5-6112

KESTABILAN LERENG PADA

FOOTWALL

Tidak seperti pada desain highwall,

hampir seluruh tambang terbuka

menggunakan kemiringan lapisan

batubara sebagai sudut desain footwall

(Gambar 14). Namun jika kemiringan

lapisan batubara lebih dari 40ataupun

akibat sudah sangat dalamnya pit yang

menyebabkan kestabilan lereng kritis,

maka desain footwall harus

diperhitungkan dengan sangat hati-hati

.

Gambar 14. Kemiringan perlapisan batuan sebagaifootwall tambang terbuka

Langkah secara umum dalam

perhitungan kestabilan lerengfootwall:

a. Metoda analisis yang digunakanyaitu limit equilibrium dari Spencer.

Spencer (1967) mengembangkan

dua persamaan dalam faktor

keselamatan, yaitu moment

equilibrium dan horizontal force

equilibrium, selain itu memasukkan

gaya geser dan gaya normal antar

slice dalam perhitungan, juga

dilakukan pengasumsian suatu

fungsi gaya konstan diantara slices.

b. Garis piesometrik menggunakandata muka airtanah atau garis

freatik.

c. Bidang gelincir menggunakan fullyspecified. Hal ini terutama yang

membedakan antara analisis pada

highwall danfootwall,padafootwall

terdapat potensi bidang gelincir

planar, yaitu pada bidang

diskontinuitas perlapisan batuan.

Selain menggunakan fully specified,

dilakukan pula optimasi sehingga

dimungkinkan terdapat dilakukan


15/23

ISBN 978-979-99141-5-6 113

iterasi bidang gelincir disekitar

bidang yang ditentukan untuk

perhitungan.

d. Sifat materialoverburden/interburden

menggunakan fungsi kuat geser,

yaitu dari data UCS, intact rock

parameter (mi), GSI dan Faktor

Disturbansi

- Uniaxial compressive strengthmenggunakan data tengah

(median) dari hasil pengujian

laboratorium pada batuan

didalam satuan batuan atau

satuan lapisan seperti telah

digabungkan dalam korelasi

oleh divisi geologi. Pada banyak

kasus perhitungan nilai medianlebih konstan dan teratur dari

pada menggunakan nilai rata-

rata yang menghasilkan data

yang lebih bervariasi.

- Intact rock parameter (mi)menggunakan nilai antara

claystone (4) dan siltstone (9),

sehingga dipilih nilai 6

- Geological strength indexmenggunakan hasil perhitungan

dan rata-rata dari analisis

laboratoriun UCS, data RQD

yang didapat dari well site

geologist, sedangkan spacing of

joint dan condition of joint

didapat dari pengamatan

langsung pada kotak inti bor.

- Disturbance factor (D)menggunakan nilai 0.7 yaitu

good blasting. Nilai 0

disturbance factor merupakan

tidak terjadi disturbance pada

massa batuan sedangkan nilai 1

merupakan production blasting,

atau blasting dengan tujuan

menghancurkan massa batuan

untuk tujuan produksi tambang.

e. Sifat material batubaramenggunakanMohr-Coulomb.

Perhitungan kestabilan lereng pada

lereng footwall menggunakan metode

Spencer yang menghasilkan faktor

keamanan berdasarkan dua metode

pendekatan yaitu berdasarkan moment

dan force. Pada empat buah garis fully

specified slip surface yang telah

ditentukan, didapatkan nilai faktor

keamanan untuk masing-masing slip

surface (Gambar 15).


16/23

ISBN 978-979-99141-5-6114

0.921# ML (sandyclay)2# Coal

3# NL (siltyclay)

4# Coal

5# OL (clayeys ilt)

6# Dump

Jarak(m)

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200

Tinggi(m)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

1.231# ML (sandyclay)2# Coal

3# NL (siltyclay)

4# Coal

5# OL (clayeys ilt)

6# Dump

Jarak(m)

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200

Tinggi(m)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

1.321# ML (sandyclay)

2# Coal

3# NL (siltyclay)

4# Coal

5# OL (clayeys ilt)

6# Dump

Jarak(m)

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200

Tinggi(m)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140


2# Coal

3# NL (siltyclay)

4# Coal

5# OL (clayeys ilt)

6# Dump

Jarak(m)

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200

Tinggi(m)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

Gambar 15. Hasil perhitungan faktor keamanan pada beberapafully specified slip surface

Sedangkan hasil optimasi dari critical

silp surface didapatkan nilai 0.71 dengan

bentuk bidang gelincir didominasi

bidang planar pada batas antar

perlapisan batuan. Bidang runtuh

memperlihatkan potensi ketidakstabilan

pada lereng dengan ketinggian mencapai

85 meter. Potensi bidang runtuh

berdasarkan bentuk dan kedalaman dapat

dikategorikan sebagai bidang runtuh

dalam (deep seated) dimana mencapai

kedalaman 60 meter (Gambar 16).


17/23

ISBN 978-979-99141-5-6 115


2# Coal

3# NL (silty clay)

4# Coal5# OL (clayey silt)

6# Dump

Jarak(m)

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220

Tinggi(m)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

Gambar 16. Hasil perhitungan faktor keamanan dengan optimasi

Berdasarkan hasil perhitungan yang

memperlihatkan faktor keamanan

yang rendah maka dilakukan

perhitungan lanjutan untuk

mendapatkan bentuk desain lerengyang stabil. Langkah yang dilakukan

dalam modifikasi lereng yaitu

dengan melakukan pemotongan

lereng bagian atas dengan tujuan

menghilangkan beban pada

keseluruhan lereng dan

meningkatkan faktor keamanan.

Perubahan kemiringan dalam desain

lereng footwall tidak dimungkinkan

karena terdapatnya bidang

diskontinuitas perlapisan.

Pemotongan lereng pada lapisan

overburden dan pembuatan benchmenaikkan faktor keamanan dari

0.71 menjadi 0.93, selanjutnya

dilakukan pemotongan lagi pada

lapisan interburden untuk

meningkatkan faktor keamanan.

Hasil pemotongan memperlihatkan

meningkatnya faktor keamanan dari

0.93 menjadi 1.00 (Gambar 17).


18/23

ISBN 978-979-99141-5-6116

0.93

Jarak(m)

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200

Tinggi(m)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

1.00

Jarak(m)

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200

Tinggi(m)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

Gambar 17. Hasil perhitungan faktor keamanan dengan modifikasi pemotongan lereng padalapisan overburben (kiri) dan interburden (kanan).

PENGAMATAN LONGSOR PADA

LERENG HIGHWALL DAN

FOOTWALL

Tertimbunnya komoditas batubara yang

sedang ditambang merupakan salah satu

masalah utama yang dapat terjadi akibat

longsoran. Hal tersebut menjadikan

waktu dan volume pencapaian yang

ditargetkan menjadi tidak tercapai akibat

harus membersihkan material longsoran.

Selain itu longsoran pada badan jalan

dapat mengakibatkan terputusnya akses

jalan yang dapat menyebabkan

terhentinya produksi. Pada longsoran

yang besar akan menyebabkan

keterlibatan pihak inspektur tambang,

pada saat investigasi area longsor harus

ditutup sementara yang menyebabkan

suatu gangguan pada perencanaan

penambangan.

Pengamatan longsor yang terjadi pada

lereng highwall dan footwall sangat

penting dalam meningkatkan

pemahaman terhadap bentuk bidang

runtuh sehingga dapat dilakukan suatu

pencegahan pada saat perencanaan.

Selain itu dapat menjadi masukan dalam

penentuan atau pemodelan sifat material

batubara dan non-batubara dalam

analisis perhitungan kestabilan lereng.

Suatu contoh longsoran pada daerah

highwallterjadi pada tahun 2009. Akibat

dari longsoran tersebut sekitar 100 ribu

ton batubara dibawah area longsoran

tidak dapat ditambang, dan jika

longsoran terus berlanjut, maka jalan

hauling akan terputus dan area workshop


19/23

ISBN 978-979-99141-5-6 117

juga harus dipindahkan. Penanganan

longsor yang dilakukan adalah dengan

pembuatan wide berm selebar 100 meter

untuk menangkap material longsoran,

sehingga aktivitas penambangan

dibawahnya dapat terus dilakukan.

Selain itu selama penambangan

dilakukan pemasangan alat monitoring

untuk memantau pergerakan dinding

kearah haul road yang berada diatas

dinding (Gambar 18).

Dilihat dari dimensinya longsoran pada

highwall tersebut berukuran sangat besar

dengan luas area mahkota longsor

mencapai 100 x 50 m2. Bentuk mahkota

longsor yang melingkar menunjukkan

bahwa bentuk bidang runtuhan juga

sirkuler, yang memberikan indikasi

material batuan bersifat seperti tanah.

Pendekatan sifat material dengan mohr-

coulomb sangat sesuai dengan kondisi

ini. Berdasarkan kenampakan dari

material rombakan dan permukaan tanah

dari daerah sekitar longsoran

diperkirakan longsoran diakibatkan oleh

pengaruh aliran air yang masuk kedalam

tambang dan menyebabkan terbentuknya

efek tekanan air pori tinggi pada

tanah/batuan.

Gambar 18. Longsoran pada dinding timur Pit J, tahun 2009


20/23

ISBN 978-979-99141-5-6118

Pada lereng footwall, salah satu

longsoran yang dapat dijadikan evaluasi

adalah longsoran pada tahun 2005. Pada

saat itu sekitar 2.4 juta ton batubara

tertimbun material longsoran. Volume

material longsoran mencapai 10 juta m3

dan waktu yang dibutuhkan untuk

membersihkan material tersebut

mencapai 12 bulan. Selain itu perlu

dilakukan penambahan peralatan dozer

sebanyak 12 buah untuk membersihkan

material longsoran (Gambar 19).

Longsoran yang terjadi meninggalkan

mahkota berbentuk sirkuler dengan luas

ekstensi area yang cukup luas. Bentuk

mahkota longsor yang sirkuler dapat

diinterpretasikan sebagai diakibatkan

oleh bentuk bidang runtuh atau

longsoran yang juga sirkuler. Namun

berdasarkan pengamatan lapangan

diketahui bahwa zona longsoran

merupakan zona struktur yang

menyebabkan banyak terdapat bidang-

bidang diskontinuitas. Berdasarkan hal

tersebut maka penentuan parameter sifat

material batubara pada zona struktur

tersebut yang dimodelkan dengan teori

mohr-coulomb menjadi tidak tepat

karena kohesi dan sudut geser dalam

yang mencerminkan keruntuhan puncak

materi akan bervariasi akibat adanya

tambahan bidang diskontinuitas kekar.

Pendekatan pemodelan sifat material

batubara dengan GSI diperkirakan akan

lebih sesuai. Secara teori diketahui

bahwa batubara akan bersifat regas

(ductile) dari pada batulempung atau

batulanan yang lebih bersifat lentur

(ductile). Sehingga pendekatan GSIsebenarnya akan sangat sesuai dengan

kondisi batuan di lapangan.

Gambar 19. Longsoran pada footwall di tahun 2005, tanda panah menunjukkan

mahkota longsoran.


21/23

ISBN 978-979-99141-5-6 119

KESIMPULAN

1. Pemodelan sifat material non-batubara menggunakan fungsi

tegangan geser dibagi tegangan

normal (shear/normal stress fn.) dan

sifat material batubara menggunakan

fungsi mohr-coulomb sesuai untuk

diaplikasikan pada perhitungan

kestabilan lereng pada highwall dan

footwall. Hal tersebut dapat

dibuktikan dari cukup stabilnyalereng highwall dan footwall di

lokasi tambang.

2. Penggunaan metoda analisiskestabilan lereng highwall dari

Morgenstern-Price (1965) dan

Spencer (1967) pada footwall sesuai

untuk diaplikasikan karena dapat

berfungsi untuk mencari potensi

bidang runtuh berbentuk sirkuler

maupun planar.

3. Metoda optimasi sangat sesuaidigunakan untuk analisis lanjutan

dari pencarian bidang runtuh kritis

dengan cara fully specified

dikarenakan dapat memperbaiki

posisi bidang runtuh.

4. Bentuk bidang keruntuhan padalereng highwall adalah sirkuler,

serupa dengan pada perencanaan.

Pada pengamatan longsor yang

terjadi pada lereng highwall selain

diakibatkan oleh resapan air,

kemungkinan juga dipengaruhi oleh

ekspose lereng dalam waktu yang

lama yang menyebabkan berubahnya

sifat material batuan akibat

pelapukan. Hal tersebut dapat

menyebabkan berkurangnya nilai

kuat geser tanah sehingga

menyebabkan lereng menjadi tidak

stabil.

5.

Bentuk bidang keruntuhan padalereng footwall berdasarkan

pengamatan tidak selalu berupa

planar. Pada beberapa daerah dengan

pengaruh struktur yang kuat

longsoran dapat berbentuk semi

sirkuler. Daerah dengan pengaruh

struktur yang kuat sebaiknya

dilakukan analisis secara khusus dan

terpisah. Model sifat materialbatubara pada daerah tersebut

sebaiknya menggunakan pendekatan

GSI agar pengaruh bidang

diskontinuitas kekar termasuk dalam

perhitungan.

DAFTAR PUSTAKA

1. Arief, S., 2008, Analisis KestabilanLereng dengan Metoda Irisan, Inco,tidak dipublikasikan.

2. Bell, F. G., 1980, EngineeringGeology and Geotechnics, Newness-

Butterworths, London.


22/23

ISBN 978-979-99141-5-6120

3. Cornforth, D. H., 2005, Landslide inPractice, John Wiley and Sons, New

Jersey.

4. Edelbro, C., 2003, Rock MassStrength, Technical Report, Lulea

University of Technology, Sweden.

5. Harries et. al., 2006, Case studies ofslope stability radar used in open cut

mines, The South African Institute of

Mining and Metallurgy International

Symposium on Stability of Rock

Slopes, Canada.

6. Hoek, E. and Brown, E. T., 1988,The Hoek-Brown Failure Criterion

a 1988 update, 15th

Canadian Rock

Mechanics Symposium, Toronto.

7. Sjoberg, J., 1996, Large Scale SlopeStability in Open Pit - A Review.

Technical Report, Division of Rock

Mechanics, Lulea University of

Technology - S-97187 Lulea

Sweden.

8. Spencer, E. 1967. A method ofanalysis of the stability of

embankments assuming parallel

interslice forces. Geotechnique,

17(1): 1126.

9. Badan Standardisasi Nasional, 2001,Standar Perencanaan Ketahanan

Gempa untuk Struktur Bangunan

SNI-1726-2001.

10.Morgenstern, N. R. and Price, V. E.,1965, The analysis of the stability of

general slipe surface, Geotechnique,

Vol. 15, No. 1, pp. 70-93.


23/23

ISBN 978-979-99141-5-6 1

Documents

Prosiding Potensi Dan Bidang Runtuhan Pada Lereng