Bab 3 Umsotw Fix.docx

PRAKTIKUM TAMBANG BAWAH TANAH LABORATORIUM TEKNOLOGI PERTAMBANGAN UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT FAKULTAS TEKNIK PROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGAN BAB III PENGARUH STRUKTUR TERHADAP KESTABILAN LUBANG BUKAAN TAMBANG BAWAH TANAH

3.1.

Tujuan Praktikum Adapun tujuan praktikum pada bab ini adalah menganalisa kestabilan lubang

bukaan berdasarkan struktur pada tambang bawah tanah. 3.2.

Dasar Teori Potensi ketidakstabilan yang terjadi pada batuan di sekitar lubang bukaan

tambang bawah tanah biasanya akan selalu membutuhkan penanganan khusus terutama atas dua hal, yaitu keselamatan pekerja dan keselamatan peralatan yang terdapat di dalam tambang. Disamping itu, akibat dari kondisi yang lemah pada badan bijih sehingga menyebabkan batuan samping berpotensi jatuh, dapat mengakibatkan keuntungan dari operasi penambangan mungkin akan berkurang jika terjadi failure pada batuan di sekitar stope pada saat proses penambangan. Untuk mengatasi hal-hal seperti di atas, dibutuhkan pengetahuan mengenai penyebab ketidakstabilan dan merencanakan ukuran yang sesuai sehingga akan mengurangi atau menghilangkan segala macam permasalahan yang mungkin timbul pada proses penambangan bawah tanah. Di bawah permukaan bumi terdapat tegangan yaitu tegangan vertikal dan tegangan horizontal. Jika bawah permukaan di lakukan penggalian untuk terowongan, maka terjadi gangguan pada tegangan tersebut sehingga terjadi perpindahan (deformasi). Jika proses deformasi pada terowongan semakin besar, maka besar kemungkinan terowongan atau lubang bukaan tersebut runtuh. Jika semakin kecil tegangan, maka kemungkinan akan berhenti dan menjadi stabil (Bieniawski, 1989). Lebih lanjutnya peranan pengaruh struktur geologi tambang bawah tanah terhadap kemantapan suatu lubang bukaan atau terowongan dapat dijelaskan dengan melakukan analisis kajian geoteknik tambang bawah tanah seperti stratigrafi, jenis batuan, jurus dan kemiringan, kekar dan sesar, kandungan kimia, serta kuat massa batuan dengan serangkaian tes geomekanik. Analisis stabilitas

Kelompok V

IV-1

PRAKTIKUM TAMBANG BAWAH TANAH LABORATORIUM TEKNOLOGI PERTAMBANGAN UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT FAKULTAS TEKNIK PROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGAN lubang bukaan tambang bawah tanah tidak terlepas dari sistem Rock Mass Rating (RMR) dan juga Rock Tunneling Quality Index (Q) System. Pengertian longsoran (landslide) dengan gerakan tanah (mass movement) mempunyai kesamaan. Untuk memberikan definisi longsoran perlu penjelasan keduanya. Gerakan tanah ialah perpindahan massa tanah/batu pada arah tegak, mendatar atau miring dari kedudukan semula. Gerakan tanah mencakup gerak rayapan dan aliran maupun longsoran. Menurut definisi ini longsoran adalah bagian gerakan tanah (Purbohadiwidjojo, dalam Pangular, 1985). Jika menurut definisi ini perpindahan massa tanah/batu pada arah tegak adalah termasuk gerakan tanah, maka gerakan vertikal yang mengakibatkan bulging (lendutan) akibat keruntuhan fondasi dapat dimasukkan pula dalam jenis gerakan tanah. Dengan demikian pengertiannya menjadi sangat luas. Menurut Varnes (1978, dalam Hansen, 1984) longsoran (landslide) dapat diklasifikasikannya menjadi: jatuhan (fall), jungkiran (topple), luncuran (slide) dan nendatan (slump), aliran (flow), gerak bentang lateral (lateral spread), dan gerakan majemuk (complex movement). Klasifikasi yang diberikan oleh HWRBLC, Highway Research Board Landslide Committee (1978), mengacu kepada Varnes (1978) yang berdasarkan kepada: a) material yang nampak, b) kecepatan perpindahan material yang bergerak, c) susunan massa yang berpindah, dan d) jenis material dan gerakannya. Gerakan tanah (mass movement) menurut Varnes (1978) adalah gerakan perpindahan atau gerakan lereng dari bagian atas atau perpindahan massa tanah maupun batu pada arah tegak, mendatar atau miring dari kedudukan semula. Longsoran (landslide) merupakan bagian dari gerakan tanah, jenisnya terdiri atas jatuhan (fall), jungkiran (topple), luncuran (slide), nendatan (slump), aliran (flow), gerak horisontal atau bentangan lateral (lateral spread), rayapan (creep) dan longsoran majemuk. Untuk membedakan longsoran, landslide, yang mengandung pengertian luas, maka istilah slides digunakan kepada longsoran gelinciran yang terdiri atas luncuran atau slide (longsoran gelinciran translasional) dan nendatan atau slump (longsoran gelinciran rotasional). Berbagai jenis longsoran (landslide) dalam beberapa klasifikasi di atas dapat dijelaskan sebagai berikut : 1. Jatuhan (Fall) adalah jatuhan atau massa batuan bergerak melalui udara, termasuk gerak jatuh bebas, meloncat dan penggelindingan bongkah batu dan bahan rombakan tanpa banyak bersinggungan satu dengan yang lain. Termasuk

Kelompok V

IV-2

PRAKTIKUM TAMBANG BAWAH TANAH LABORATORIUM TEKNOLOGI PERTAMBANGAN UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT FAKULTAS TEKNIK PROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGAN jenis gerakan ini adalah runtuhan (urug, lawina, avalanche) batu, bahan rombakan maupun tanah. 2. Longsoran-longsoran gelinciran (slides) adalah gerakan yang disebabkan oleh keruntuhan melalui satu atau beberapa bidang yang dapat diamati ataupun diduga. Slides dibagi lagi menjadi dua jenis. Disebut luncuran (slide) bila dipengaruhi gerak translasional dan susunan materialnya yang banyak berubah. Bila longsoran gelinciran dengan susunan materialnya tidak banyak berubah dan umumnya dipengaruhi gerak rotasional, maka disebut nendatan (slump), Termasuk longsoran gelinciran adalah: luncuran bongkah tanah maupun bahan rombakan, dan nendatan tanah. 3. Aliran (flow) adalah gerakan yang dipengaruhi oleh jumlah kandungan atau kadar airtanah, terjadi pada material tak terkonsolidasi. Bidang longsor antara material yang bergerak umumnya tidak dapat dikenali. Termasuk dalam jenis gerakan aliran kering adalah sandrun (larianpasir), aliran fragmen batu, aliran loess. Sedangkan jenis gerakan aliran basah adalah aliran pasir-lanau, aliran tanah cepat, aliran tanah lambat, aliran lumpur, dan aliran bahan rombakan. 4. Longsoran majemuk (complex landslide) adalah gabungan dari dua atau tiga jenis gerakan di atas. Pada umumnya longsoran majemuk terjadi di alam, tetapi biasanya ada salah satu jenis gerakan yang menonjol atau lebih dominan. 5. Rayapan (creep) adalah gerakan yang dapat dibedakan dalam hal kecepatan gerakannya yang secara alami biasanya lambat. Rayapan (creep) dibedakan menjadi tiga jenis, yaitu: rayapan musiman yang dipengaruhi iklim, rayapan bersinambungan yang dipengaruhi kuat geser dari material, dan rayapan melaju yang berhubungan dengan keruntuhan lereng atau perpindahan massa lainnya. 6. Gerak horisontal atau bentangan lateral (lateral spread) merupakan jenis longsoran yang dipengaruhi oleh pergerakan bentangan material batuan secara horisontal. Biasanya berasosiasi dengan jungkiran, jatuhan batuan, nendatan dan luncuran lumpur sehingga biasa dimasukkan dalam kategori complex landslide - longsoran majemuk. Pada bentangan lateral tanah maupun bahan rombakan, biasanya berasosiasi dengan nendatan, luncuran atau aliran yang berkembang selama maupun setelah longsor terjadi. Material yang terlibat antara lain lempung (jenis quick clay) atau pasir yang mengalami luncuran akibat gempa.

Kelompok V

IV-3

PRAKTIKUM TAMBANG BAWAH TANAH LABORATORIUM TEKNOLOGI PERTAMBANGAN UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT FAKULTAS TEKNIK PROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGAN 3.3. Alat dan Bahan a. Alat Adapun alat dan bahan pada bab pengaruh struktur terhadap kestabilan lubang bukaan tambang bawah tanah yaitu sebagai berikut: 1.

Kompas Geologi Kompas geologi digunakan untuk mengukur kedudukan (strike, dip dan dip

direction) pada struktur bidang kekar serta orientasi tunnel

*Sumber : Dokumentasi Pribadi, 2019

Gambar 3.1 Kompas Geologi 2. Meteran Meteran berfungsI sebagai alat pengukur lebar terowongan tambang bawah tanah.

*Sumber : Dokumentasi Pribadi, 2019

Gambar 3.2 Meteran 3. Clipboard Kelompok V

IV-4

PRAKTIKUM TAMBANG BAWAH TANAH LABORATORIUM TEKNOLOGI PERTAMBANGAN UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT FAKULTAS TEKNIK PROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGAN Clipboard digunakan sebagai alat bantu dalam pengukuran kedudukan bidang kekar pada simulator struktur kekar.

*Sumber : Dokumentasi Pribadi, 2019

Gambar 3.3 Clipboard b. Bahan Adapun bahan yang digunakan pada praktikum pengaruh struktur terhadap kestabilan lubang bukaan tambang bawah tanah, sebagai berikut : 1)

Software Rocscience Unwedge Software Rocscience Unwedge digunakan untuk menganalisis kestabilan

lubang bukaan tambang bawah tanah dan memodelkan tunnel dengan bidang kekar berbentuk baji tersebut.

*Sumber : Rocscience Unwedge, 2019

Gambar 3.4 Software Rocscience Unwedge 2)

Software Rocscience Dips Software Rocscience Dips digunakan untuk menggambarkan stereonet dari

data yang diperoleh pada lubang bukaan tambang bawah tanah. Kelompok V

IV-5

PRAKTIKUM TAMBANG BAWAH TANAH LABORATORIUM TEKNOLOGI PERTAMBANGAN UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT FAKULTAS TEKNIK PROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGAN

*Sumber : Rocscience Dips, 2016

Gambar 3.5 Software Rocscience Dips

3)

Kertas Kalkir Kertas Kalkir digunakan untuk tempat penggambaran secara manual

stereografis dari data yang diperoleh pada lubang bukaan tambang bawah tanah.

*Sumber : Dokumentasi Pribadi, 2019

Gambar 3.6 Kertas Kalkir 4)

Wulf Net Wulf Net digunakan untuk acuan dalam penggambaran stereonet secara

manual dari data yang diperoleh pada lubang bukaan tambang bawah tanah.

Kelompok V

IV-6

PRAKTIKUM TAMBANG BAWAH TANAH LABORATORIUM TEKNOLOGI PERTAMBANGAN UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT FAKULTAS TEKNIK PROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGAN

*Sumber : Laporan Geologi Struktur, 2017

Gambar 3.7 Wulf Net 3.4.

Prosedur Kerja

3.4.1. Prosedur Kerja Pengambilan Data Struktur Kekar a.

Gunakan safety helmet dan juga safety equipment

b.

Ukur geometri lubang bukaan terowongan (Span)

c.

Tentukan trend dan plunge terowongan

d.

Ukur dip dan dip derection pada simulator UMS, yang memotong bentang meteran dengan kompas geologi, dengan cara menaruh clipboard pada kekar, lalu tempelkan sisi west pada clipboard untuk pengukuran dip. Selanjutnya tempelkan sisi south pada bidang struktur batuan yang akan diukur, kemudian masukkan gelembung yang ada pada bull eyes, agar berada disisi tengah, dengan cara menggeser-geserkan kompas dan menjaga agar sisi south tetap menempel pada bidang yang diukur. Setelah gelembung berada ditengah maka baca angka yang ditunjukkan oleh jarum utara/north. Angka tersebut dapat menunjukkan nilai dari dip direction.

3.4.2. Prosedur Kerja Pengerjaan Manual

Kelompok V

IV-7

PRAKTIKUM TAMBANG BAWAH TANAH LABORATORIUM TEKNOLOGI PERTAMBANGAN UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT FAKULTAS TEKNIK PROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGAN

3.5.

Hasil Pengamatan Adapun data dalam pengerjaan perhitungan manual dapat dilihat pada tabel,

sebagai berikut : Tabel 3.1. Data Pengerjaan Perhitungan Secara Manual Kekar

Densitas Batuan

Lebar Terowongan

Trend

Plunge

1 2

1,35 m

N 270O E

3

3.6.

Dip Direction

Dip

N 85O E

72O

N 234O E

68O

N 161O E

58O

Pengolahan Data

3.6.1. Pengerjaan Menggunakan Perhitungan Manual Adapun data dalam pengerjaan perhitungan manual dapat dilihat pada tabel, sebagai berikut : Tabel 3.2 Data Pengerjaan Perhitungan Secara Manual Kekar

Densitas Batuan

Lebar Terowongan

Trend

Plunge

3

Kelompok V

Dip

N 175O E 72O

1 2

Dip Direction

2,70 t/m3

1,35 m

N 270O E

0O

N 324O E

68O

N 251O E

58O

IV-8

PRAKTIKUM TAMBANG BAWAH TANAH LABORATORIUM TEKNOLOGI PERTAMBANGAN UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT FAKULTAS TEKNIK PROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGAN

PROYEKSI STEREOGRAFIS

Kelompok V

IV-9

PRAKTIKUM TAMBANG BAWAH TANAH LABORATORIUM TEKNOLOGI PERTAMBANGAN UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT FAKULTAS TEKNIK PROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGAN Keterangan : 1.

2.

Data Pengukuran Struktur Kekar (Dip Direction/Dip) A

= N 175O E/72O

B

= N 324O E/68O

C

= N 251O E/58O

Data Ukuran Dimensi Kekar a

= 2,4 cm = 1,20 meter

b

= 4,5 cm = 2,25 meter

c

= 3,0 cm = 1,50 meter

ab = 1,9 cm = 0,95 meter bc = 2,7 cm = 1,35 meter ac = 1,0 cm = 0,50 meter θab = 40O θbc = 31O θac = 109O βab = 39O βbc = 29O βac = 55O 3.

Data Orientasi dan Kemiringan Terowongan = N 270O E/0O

Kelompok V

IV-10

PRAKTIKUM TAMBANG BAWAH TANAH LABORATORIUM TEKNOLOGI PERTAMBANGAN UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT FAKULTAS TEKNIK PROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGAN Diketahui data proyeksi stereografis struktur bidang kekar pada lubang bukaan tambang bawah tanah, sebagai berikut : Skala 1 : 50 Massa Baji

: 2,70 ton/m3

Trend Tunnel

: N 265O E

Lebar Lubang Bukaan

: 2,25 meter

Tinggi Lubang Bukaan

: 2,00 meter

Joint 1 Dip Direction/Dip : N 85O E/71O Joint 2 Dip Direction/Dip : N 295O E/58O Joint 3 Dip Direction/Dip : N 224O E/63O θab

: 40O

θbc

: 31O

θac

: 109O

βab

: 29O

βbc

: 39O

βac

: 55O

ℓa

: 2,4 cm = 1,20 meter

ℓb

: 4,5 cm = 2,25 meter

ℓc

: 3,0 cm = 1,50 meter

ℓab

: 1,9 cm = 0,95 meter

ℓbc

: 2,7 cm = 1,35 meter

ℓac

: 1,0 cm = 0,50 meter Ditanyakan dari diketahui data proyeksi stereografis struktur bidang kekar

pada lubang bukaan tambang bawah tanah, sebagai berikut : a.

Luas Alas Baji (AF)

=.....

b.

Tinggi Baji (h)

=.....

c.

Berat Baji (γ)

=.....

d.

Berat Spesifik Baji (W)

=.....

e.

Tekanan Baji (P)

=.....

Kelompok V

IV-11

PRAKTIKUM TAMBANG BAWAH TANAH LABORATORIUM TEKNOLOGI PERTAMBANGAN UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT FAKULTAS TEKNIK PROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGAN Penyelesaian : a.

Luas Alas Baji (AF) AF = 1/3 (1/2.ℓa.ℓb.sin θab)+(1/2.ℓb.ℓc.sin θbc)+(1/2.ℓa.ℓc.sin θac) = 1/3 x (1/2 x 1,2 m x 2,25 m x sin 40o) + (1/2 x 2,25 m x 1,5 m x sin 31o) + (1/2 x 1,2 m x 1,5 m x sin 109o) = 0,86262 m2

b.

Tinggi Baji (h) h = 1/3 ((ℓab.tan βab) + (ℓbc.tan βbc) + (ℓac.tan βac)) = 1/3 ((0,95 m x tan 39º) + (1,35 m x tan 29º) + (0,50 m x tan 55º)) = 0,74390 m

c.

Berat Spesifik Baji (γ) γ = 𝜌.g = 2,7 ton/m3 x 9,81 m/s2 = 2700 kg/m3 x 9,81 m/s2 = 26487 N/m3 = 26,487 kN/m3

d.

Berat Baji (W) W = (1/3.AF.h).γ = (1/3 x 0,86262 m2 x 0,74390 m) x 26,487 kN/m3 = 5,66555 kN

e.

Tekanan Baji (P) P = W/AF = 5,66555 kN/0,86262 m2 = 6,56785 kN/m2

Kelompok V

IV-12

PRAKTIKUM TAMBANG BAWAH TANAH LABORATORIUM TEKNOLOGI PERTAMBANGAN UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT FAKULTAS TEKNIK PROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGAN 3.6.2. Pengerjaan Menggunakan Software Unwedge Adapun data dalam pengerjaan dengan menggunakan software unwedge dilihat pada tabel, sebagai berikut : Tabel 3.3 Data Pengerjaan Menggunakan Software Unwedge Kekar

Densitas Batuan

Lebar Terowongan

Trend

Plunge

Dip

N 175O E 72O

1 2

Dip Direction

1,35 m

N 270O E

3

0O

N 324O E

68O

N 224O E

63O

*Sumber : Rocscience Unwedge, 2019

Gambar 3.8 Hasil Pengolahan Data Proyeksi Stereonet dengan Unwedge Software

Kelompok V

IV-13

PRAKTIKUM TAMBANG BAWAH TANAH LABORATORIUM TEKNOLOGI PERTAMBANGAN UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT FAKULTAS TEKNIK PROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGAN

*Sumber : Rocscience Unwedge, 2019

Gambar 3.9 3 Dimensi Wedge pada Lubang Bukaan Tambang Bawah Tanah

*Sumber : Rocscience Unwedge, 2019

Gambar 3.10 Tampak Depan Wedge dengan Rockbolt pada Lubang Bukaan Tambang Bawah Tanah

Kelompok V

IV-14

PRAKTIKUM TAMBANG BAWAH TANAH LABORATORIUM TEKNOLOGI PERTAMBANGAN UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT FAKULTAS TEKNIK PROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGAN

*Sumber : Rocscience Unwedge, 2019

Gambar 3.11 Tampak Atas Wedge dengan Rockbolt pada Lubang Bukaan Tambang Bawah Tanah

*Sumber : Rocscience Unwedge, 2019

Gambar 3.12 Tampak Samping Wedge dengan Rockbolt pada Lubang Bukaan Tambang Bawah Tanah

Kelompok V

IV-15

PRAKTIKUM TAMBANG BAWAH TANAH LABORATORIUM TEKNOLOGI PERTAMBANGAN UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT FAKULTAS TEKNIK PROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGAN Hasil pengolahan dengan Unwedge Software didapatkan data, sebagai berikut : a.

b.

Tunnel (Terowongan) Tinggi

= 2,00 meter

Lebar

= 2,25 meter

Trend

= N 265O E

Plunge

= 0O

Densitas Batuan

= 2,70 ton/m3

Densitas Air

= 0,981 ton/m3

Bolt Properties (Baut) Bolt Type

= Mechanicaly Anchored

Tensile Capacity

= 10 ton

Plate Capacity

= 10 ton

Anchor Capacity

= 10 ton

Method

= Cosine Tension/Shear

Bolt Length

= 1,00 meter

Orientation

= Normal to Boundary

Pattern Spacing In Plane

= 1,00 m

Out of Plane

= 1,00 m

Out of Plane Offset = 1,00 m c.

d.

Joint Orientation (Orientasi Kekar) Joint 1

= N 85o E/71o

Joint 2

= N 295o E/58o

Joint 3

= N 224o E/63o

Wedge (Baji) Factor Safety

= 33,953

Volume

= 0,218 m3

Weight

= 0,589 ton

z-Length

= 0,78 meter

Kelompok V

IV-16

PRAKTIKUM TAMBANG BAWAH TANAH LABORATORIUM TEKNOLOGI PERTAMBANGAN UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT FAKULTAS TEKNIK PROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGAN 3.6.3. Dokumentasi Praktikum Adapun dokumentasi pada bab pengaruh struktur terhadap kestabilan lubang bukaan tambang bawah tanah yaitu sebagai berikut:

Kelompok V

IV-17