7/21/2019 Pemantauan Massa Batuan Di Bawah Tanah
1/25
Pemantauan Massa Batuan di
Bawah Tanah
Ridho K Wattimena
Laboratorium Geomekanika
Departemen Teknik PertambanganInstitut Teknologi Bandung
7/21/2019 Pemantauan Massa Batuan Di Bawah Tanah
2/25
Latar belakang
Pemantauan adalah pengamatan terhadap struktur rekayasabaik secara visual maupun dengan bantuan peralatan
Sejak dulu telah dilakukan dengan mata dan telinga:
Runtuhan batu
Pembukaan rekahan Pelengkungan penyangga kayu
Perkataan batuan sebuah awal dari pemantauan seismik(Brown, 2003).
Bagian yang tak terpisahkan dalam kegiatan mekanika batuan
modern dan telah dikembangkan sejak 4050 tahun yang lalu. Dalam beberapa hal mungkin timbul kesan bahwa kegiatan
pemantauan telah dilakukan secara sederhana hanya supayaterlihat ada yang dilakukan.
7/21/2019 Pemantauan Massa Batuan Di Bawah Tanah
3/25
Latar belakang
If you can measure what you are speaking about
and express it in numbers, you know something
about it
(Lord Kelvin)
Every instrument on a project should be selected
and placed to assist with answering a specific
question: if there is no question, there should be no
instrumentation.
(Dunnicliff, 1988)
7/21/2019 Pemantauan Massa Batuan Di Bawah Tanah
4/25
Tujuan pemantauan massa batuan
Mendapatkan besar dan variasi parameter geoteknik sebelum dimulainyapekerjaan rekayasa Muka air tanah
Bentuk permukaan
Seismic events
Meyakinkan keselamatan selama konstruksi dan operasi melalui peringatanterjadinya Deformasi massa batuan
Tekanan air tanah
Beban pada penyangga
yang berlebihan
Memeriksa validitas perhitungan rancangan Asumsi Model konseptual
Nilai parameter tanah atau massa batuan
Mengendalikan pelaksanaan ground treatmentdan tindakan perbaikan
7/21/2019 Pemantauan Massa Batuan Di Bawah Tanah
5/25
Tujuan pemantauan massa batuan
Massa batuan merupakan media yang sangat kompleks.
Sifat keteknikannya sangat sulit, atau bahkan tidak mungkin,ditentukan secara akurat sebelum lubang bukaan digali(Wattimena, 2003).
Model-model yang digunakan untuk memperkirakan responsmassa batuan terhadap kegiatan penambangan didasarkan padaidealisasi, asumsi, dan penyederhanaan.
Keakuratan dari prediksi yang dilakukan pada perhitunganrancangan sangat penting untuk diperiksa.
Pelaksanaan pemantauan, khususnya untuk tujuan ini,merupakan bagian dari metode observasi yang merupakan kuncipokok dari kegiatan geoteknik modern (Peck, 1969).
7/21/2019 Pemantauan Massa Batuan Di Bawah Tanah
6/25
Pertimbangan umum
Apa yang dipantau?
Bagaimana memantaunya?
Dimana dan kapan pemantauan dilakukan?
Berapa keakuratan dan ketelitian (atau kehandalan)yang diinginkan dalam pengukuran?
Bagaimana memvalidasi dan menginterpretasi hasil?
Pertanyaan-pertanyaan ini hanya dapatdijawab secara rinci berdasarkan kasus perkasus.
7/21/2019 Pemantauan Massa Batuan Di Bawah Tanah
7/25
Apa yang dipantau?
Dengan teknologi sekarang, yang dapat diukur langsung: Perpindahan
Tekanan
Waktu
Surface subsidence: pemantauan sistematis yang pertama-tama
dilakukan di pertambangan Di Belgia pada tahun 1830-an.
Tambang batubara, bijih besi, garam di Eropa dan Amerika Serikat (Youngdan Stoek, 1916)
Metode penambangan block caving (Fletcher, 1960)
Pengukuran perpindahan ralatif antara dua titik atau convergence(Greenwald et al., 1937)
Borehole extensometer(Merrill, 1954; Potts, 1957)
Stressmeter(Merrill, 1962)
Microseismicdi tambang bawah tanah meliputi juga pengukuranperpindahan dan waktu (Obert dan Duvall, 1957).
7/21/2019 Pemantauan Massa Batuan Di Bawah Tanah
8/25
Yang dapat dipantau pada tambang bawah tanah
(Brady & Brown, 1993)
Rekahan atau gelinciran pada batuan (visual)
Pergerakan sepanjang atau memotong sebuah kekar atau rekahan
Convergence antara dua titik
Perpindahan pada massa batuan
Subsidence Perubahan kemiringan lubang bor
Muka, tekanan, dan aliran air tanah
Perubahan tegangan normal pada sebuah titik dalam massa batuan
Perubahan beban pada elemen penyangga dan perkuatan
Tegangan normal dan tekanan air pada material pengisi
Settlement material pengisi
Seismic dan microseismic emissions
Kecepatan rambat gelombang
7/21/2019 Pemantauan Massa Batuan Di Bawah Tanah
9/25
Apa yang dipantau?
Perpindahan adalah salah satu besaran primer yang diukur padakegiatan pemantauan di tambang bawah tanah.
Yang diukur: Perpindahan absolutdari beberapa titik pada batas galian atau, dengan
kesulitan yang lebih tinggi, di dalam massa batuan.
Perpindahan relatifatau convergenceantara dua titik pada batas galian Pengukuran kebanyakan parameter lainnya, khususnya gaya dan
tegangan, membutuhkan penggunaan model matematis dankarakteristik material untuk perhitungannya.
Stress is a ph i losop hical con cept deformat ion is the phys icalreal i ty.
(Burland, 1967)
Untuk tujuan pembandingan dan pengambilan keputusan, lebih baikmenggunakan parameter yang diukur langsung daripada menggunakanparameter yang dihitung dengan model matematis yang menggunakanparameter yang diukur sebagai masukan.
7/21/2019 Pemantauan Massa Batuan Di Bawah Tanah
10/25
Stasiun pengukuran convergencepada drawpoint dr i f tdi
Henderson Mine, USA (Brumleve dan Maier, 1981)
7/21/2019 Pemantauan Massa Batuan Di Bawah Tanah
11/25
Bagaimana memantaunya?
Sistem instrumentasi pemantauan modern: sensor atau detector
sistem transmisi
read-outdan/atau perekam
Sistem pemantauan yang digunakan pada sebuahtambang bawah tanah modern dapat sangatkompleks dan mahal.
Kesimpulan berharga seringkali dapat dicapaimelalui observasi visual atau observasi yangmenggunakan peralatan pengukuran yang sangatsederhana.
7/21/2019 Pemantauan Massa Batuan Di Bawah Tanah
12/25
Kriteria sistem pemantauan (Brady & Brown, 1993)
Pemasangan yang mudah bahkan dalam kondisi lapangan
yang sulit
Sensitivitas, keakuratan, dan kemampuulangan yang
memadai
Ketahanan dan pelindung yang baik selama digunakan
Kemudahan pembacaan dan kemampuan menghasilkan data
seketika;
Gangguan yang ditimbulkan pada operasi penambangan
sangat kecil.
7/21/2019 Pemantauan Massa Batuan Di Bawah Tanah
13/25
Metode pemantauan perpindahan (Windsor, 1993)
Teknik: Observasi
Instrumen
Akses Batas galian
Lubang bor Permukaan tanah
Metode Manual
Otomatis
Observasi
Sensitivitas Rendah
Menengah
Tinggi
7/21/2019 Pemantauan Massa Batuan Di Bawah Tanah
14/25
Pengukuran convergence(Brady & Brown, 1993)
(a) (b)
7/21/2019 Pemantauan Massa Batuan Di Bawah Tanah
15/25
Distometer ISETH (Kovari et al., 1974)
7/21/2019 Pemantauan Massa Batuan Di Bawah Tanah
16/25
MPBX dan pengukuran convergence (Brady & Brown, 1993)
7/21/2019 Pemantauan Massa Batuan Di Bawah Tanah
17/25
Dimana dan kapan memantaunya?
Orang yang menginterpretasi hasil pemantauan sering kecewa:
Pengukuran tidak dilakukan lebih awal (kapan?)
Pengukuran tidak dilakukan di beberapa lokasi (dimana?)
Beberapa data tambahan tidak tersedia (apa?)
Perencanaan pemantauan sering tidak baik Dalam penambangan : batasan-batasan operasional
Perencanaan menjadi sangat penting apabila data pemantauanakan digunakan untuk analisis balik
Pertanyaan praktis lainnya:
Biaya instrumentasi dan pemasangan
Keterjangkauan lokasi pemantauan
Gangguan pekerjaan pemantauan terhadap operasipenambangan
7/21/2019 Pemantauan Massa Batuan Di Bawah Tanah
18/25
Tambang Nasliden, Swedia
(Nilsson & Krauland, 1981)
7/21/2019 Pemantauan Massa Batuan Di Bawah Tanah
19/25
Tambang Nasliden, Swedia
(Nilsson & Krauland, 1981)
7/21/2019 Pemantauan Massa Batuan Di Bawah Tanah
20/25
Tambang Nasliden, Swedia
(Nilsson & Krauland, 1981)
7/21/2019 Pemantauan Massa Batuan Di Bawah Tanah
21/25
Tambang Nasliden, Swedia
(Nilsson & Krauland, 1981)
7/21/2019 Pemantauan Massa Batuan Di Bawah Tanah
22/25
Tambang Questa, USA
(Agapito & Shoemaker, 1987)
7/21/2019 Pemantauan Massa Batuan Di Bawah Tanah
23/25
Tambang Pongkor, Indonesia
(Rai et al., 2001)
7/21/2019 Pemantauan Massa Batuan Di Bawah Tanah
24/25
Tambang Pongkor, Indonesia
(Rai et al., 2001)
7/21/2019 Pemantauan Massa Batuan Di Bawah Tanah
25/25
We cant rely only on monitoring systems. The eyes and ears of
a committed workforce are the most valuable assets mines havefor monitoring hazards.
ACG, Unearthing Black Gold