Jurnal M Irvan Fajar S[3107].docx

ANALISA PENGARUH GETARAN TANAH AKIBAT PELEDAKAN OVERBURDEN TERHADAP KESTABILAN LERENG DI PIT SOUTH TUTUPAN PT ADARO INDONESIA ANALYSIS OF GROUND VIBRATION EFFECT DUE TO OVERBURDEN EXPLOSION ON SLOPE STABILITY AT TUTUPAN SOUTH PIT OF PT ADARO INDONESIA M. Irvan Fajar S1, M Taufik Toha2, Bochori3 1,2,3 Jurusan Teknik Pertambangan, Fakultas Teknik, Universitas Sriwijaya Jl. Raya Palembang-Prabumulih Km.32 Inderalaya Sumatera Selatan, Indonesia Email : [email protected]

ABSTRAK Longsoran lereng tambang terjadi di Pit South Tutupan PT Adaro Indonesia, longsoran tersebut diduga karena adanya kegiatan peledakan di sekitar lokasi. Peledakan memiliki beberapa dampak, salah satunya adalah getaran tanah (ground vibration). Nilai getaran tanah yang melebihi standar dikhawatirkan dapat memicu runtuhnya lereng tambang baik itu lereng kerja (working slope) ataupun lereng final (final slope). Penelitian ini dilakukan untuk menganalisa kestabilan lereng Pseudostatik untuk mengetahui pengaruh getaran tanah akibat peledakan terhadap kestabilan lereng kerja dan lereng akhir di Pit South Tutupan, PT Adaro Indonesia. Pengamatan dan pengukuran terhadap getaran tanah akibat peledakan yang dilakukan dengan Blastmate III menghasilkan nilai getaran yang bervariasi (PPV, PPA, dan Displacement). Penggunaan Line Drilling pada peledakan di dekat area final slope terbukti dapat menurunkan kecepatan getaran tanah (PPV). Peledakan pengupasan overburden (peledakan produksi) tingkat getaran tanah yang dihasilkan adalah 132,3 mm/s, sedangkan untuk peledakan pengupasan overburden di dekat area final slope (peledakan final slope) adalah sebesar 53,77 mm/s. Analisis dampak getaran tanah akibat kegiatan peledakan terhadap kestabilan lereng menggunakan program Slide 6.0 menghasilkan nilai faktor keamanan lereng section 8 low wall sebesar 3,316, apabila diberi beban getaran tanah akibat kegiatan peledakan sebesar 0,084 nilai FK menjadi 2,489. Untuk lereng section 15 high wall nilai FK adalah 2,223, sedangkan saat diberi beban getaran tanah akibat kegiatan peledakan nilai FK menjadi 1,897. Kata Kunci: getaran tanah, peledakan, lereng.

ABSTRACT The slope failure occurred in the Pit South Tutupan of PT Adaro Indonesia, the failure was allegedly due to blasting activities around the location. Blasting activities caused several impacts, for example the ground vibration. Ground vibration’s value that exceeds the standard might trigger the collapse of mine slope, whether it is the working slope or the final slope. This research was conducted to analyse the pseudostatic slope stability to determine the effect of ground vibration due to explosion to the working slope and final slope stability at Tutupan South Pit of PT Adaro Indonesia. The measurements of ground vibration due to explosion was done using Blastmate III, resulting varied value of vibration. Utilization of line drilling at the explosion near final slope area was proven to reduce ground vibration velocity (PPV). The ground vibration level at overburden explosion is 132.3 mm/s, while for overburden explosion near the final slope area is 53.77 mm/s. As for the effect of ground vibration due to explosion to slope stability, the analysis were using Slide 6.0. software, resulting the initial (without the ground vibration) safety factor of low wall section 8 slope of 3,316, while the final (when the ground vibration occur at 0,084 ) safety factor is 2,489. As for the high wall section 15 slope, the initial safety factor of the slope is 2.223, while the final safety factor is 1,897. Keywords: Ground vibration, explosion, slope.

1. PENDAHULUAN PT Adaro Indonesia merupakan salah satu perusahaan yang bergerak dibidang pertambangan batubara. PT Adaro Indonesia memiliki 3 pit yaitu Tutupan, Paringin, dan Wara dengan produk batubara yang disebut “envirocoal”. Envirocoal merupakan batubara dengan kadar sulfur dan abu rendah. Longsoran lereng tambang terjadi pada awal bulan Maret 2018 di daerah low wall tepatnya di bawah Jalan Sulawesi, longsoran tersebut mengakibatkan Jalan Sulawesi harus ditutup dan kegiatan penambangan yang berada di bawahnya harus dihentikan. Longsoran tersebut diduga disebabkan oleh kegiatan peledakan, karena daerah tersebut salah satu area front penambangan yang aktif. PT Adaro Indonesia menggunakan metode peledakan dalam kegiatan penambangan untuk melakukan penggalian dan pengupasan overburden. Kegiatan peledakan sendiri memiliki beberapa dampak, salah satunya adalah getaran tanah (ground vibration). Getaran tanah berdampak pada kestabilan lereng karena getaran tanah dapat menambah gaya penggerak akibat percepatan horizontal. Apabila gaya penahan lebih kecil dari gaya penggerak, maka lereng akan runtuh. Nilai getaran tanah yang melebihi standar dikhawatirkan dapat memicu runtuhnya lereng tambang baik itu lereng kerja (working slope) ataupun lereng final (final slope) sehingga dapat membahayakan para pekerja tambang dan mengganggu aktivitas pertambangan. Oleh karena itu dilakukan analisa terkait getaran tanah akibat peledakan terhadap kestabilan lereng di PT Adaro Indonesia. Berdasarkan penjelasan diatas untuk menganalisis kestabilan lereng perlu terlebih dahulu diketahui sistim tegangan yang bekerja pada tanah atau batuan serta sifat fisik dan mekanik dari tanah atau batuan tersebut. Tegangan di dalam massa batuan dalam keadaan alamiahnya adalah tegangan vertikal, tegangan horizontal, dan tekanan air pori. Sedangkan sifat mekanik yang mempengaruhi kestabilan suatu lereng adalah kohesi, sudut geser dalam, dan bobot isi [1]. Secara prinsipnya, pada suatu lereng berlaku dua macam gaya, yaitu: Gaya yang membuat massa batuan bergerak (gaya penggerak) dan Gaya yang menahan massa batuan tersebut (gaya penahan). Suatu lereng akan longsor jika gaya penggeraknya lebih besar dari gaya penahannya. Secara matematis, kestabilan suatu lereng dapat dinyatakan dalam bentuk faktor keamanan (Fk), dimana: FK =

Gaya Penahan Gaya Penggerak

(1)

Keterangan: Fk > 1, lereng dianggap stabil Fk = 1, lereng dalam keadaan setimbang tetapi akan segera longsor jika mendapat sedikit gangguan. Fk < 1, lereng dianggap tidak stabil. Getaran tanah sangat berpengaruh pada kestabilan lereng. Dalam memperkirakan nilai getaran tanah yang dihasilkan dari kegiatan peledakan, dapat dilakukan dengan menghubungkan hasil pengukuran getaran tanah dengan parameterparameter peledakan yang mempengaruhinya. Parameter-parameter peledakan tersebut adalah yaitu jarak dari lokasi peledakan dan jumlah bahan peledak yang meledak bersamaan [2]. Hubungan tersebut ditunjukkan oleh konsep PPV vs. Scaled Distance yang dinyatakan oleh US Bureau of Mines, dimana scaled distance merupakan faktor yang mempengaruhi getaran tanah yang diperoleh dari jarak pengukuran dibagi akar dari muatan bahan peledak per waktu tunda [3]. Scaled Distance: PPV = k • [

𝑅 √𝑊

𝑅 √𝑊

−𝛼

]

= k • (SD)-α

Keterangan: PPV = Peak Particle Velocity (mm/s) k, α = Koefisien (site factor) R = Jarak dari lokasi peledakan (m) W = Jumlah bahan peledak yang meledak bersamaan (kg)

(2) (3)

Bentuk persamaan yang serupa juga berlaku untuk hubungan antara Peak Particle Acceleration dengan Scaled Distance yang dinyatakan dalam persamaan berikut [4-6]: PPA = k • [

𝑅 √𝑊

−𝛼

]

= k • (SD)-α

(4)

Keterangan: PPA = Peak Particle Acceleration (g) Hubungan antara percepatan horizontal (a) sebagai respon getaran partikel puncak (PPA) dapat dinyatakan dalam persamaan sebagai berikut: a = K x PPA

(5)

Keterangan: a = Percepatan horizontal (g) K = Koefisien yang diperoleh dari respon analisis PPA = Peak Particle Acceleration (g)

2. METODE PENELITIAN Kegiatan penelitian ini dilakukan pada 1 Maret 2018 dan berakhir pada 1 Juni 2018. Penelitian dilakukan di PT Adaro Indonesia yang terletak di daerah Tanjung, Kabupaten Tabalong, Provinsi Kalimantan Selatan. Penyelesaian penelitian dilakukan secara studi literatur, pengambilan data, pengolahan data serta analisis data. Penyelesaian masalah diselesaikan dengan studi literatur yaitumengumpulkan tinjauan pustaka dari laporan-laporan penelitian, jurnal, dan buku yang berkaitan dengan ground vibration yang dihasilkan dari aktivitas peledakan, kestabilan lereng pada proses peledakan, dll. Selain studi literatur dilakukan juga penelitian di lapangan untuk mengambil data-data terkait yaitu getaran tanah yang dihasilkan dari kegiatan peledakan overburden pada jarak 50m dan 150m menggunakan Blastmate III. Pengolahan data dilakukan dengan menggunakan software pendukung seperti Blastware 10 dan Slide 6.0.

3. HASIL DAN PEMBAHASAN Observasi lapangan dan pengambilan data di lakukan di Pit South Tutupan PT Adaro Indonesia pada tanggal 4 April sampai dengan 30 April 2018. Kegiatan peledakan overburden yang dilakukan di low wall dan high wall menjadi fokus area dalam kegiatan observasi dan pengambilan data (lokasi penelitian). Lokasi peledakan tersebut berdekatan dengan garis cross section geoteknik yaitu section 8 dan section 15 (Gambar 1). Garis cross section geoteknik tersebut akan digunakan dalam analisis kestabilan lereng akibat getaran tanah dari kegiatan peledakan.

U

Gambar 1. Peta Lokasi Penelitian

3.1. Kegiatan Pengeboran dan Peledakan Pola pengeboran yang digunakan di Pit South Tutupan adalah pola stagerred/ zig-zag. Pola ini dipakai untuk mendapatkan distribusi energi ledakan yang optimal pada saat peledakan. Arah pengeboran yang diterapkan adalah pengeboran tegak, peledakan final slope menggunakan pola pengeboran dan jarak burden beserta spacing yang sama namun terdapat tambahan yaitu adanya line drill dan buffer row di dekat lereng. Bahan peledak yang digunakan adalah ANFO (Ammonium Nitrat Fuel Oil) dan Emulsi. Perbandingan campuran bahan peledak adalah 30% AN dan 70% emulsi, dengan densitas 1,20 gr/cc. Rata-rata besarnya powder factor (PF) untuk peledakan produksi adalah 0,19-0,25 kg/bcm, sedangkan untuk peledakan lereng akhir 0,15 – 0,23 kg/bcm. Pola peledakan yang digunakan di pit South Tutupan yaitu v cut dan echelon cut atau corner cut dengan peledakan hole by hole. Pola v cut dan echelon cut digunakan untuk mengurangi getaran tanah, mengurangi overbreak, mengurangi lemparan batuan (fly rock), mengontrol arah pelemparan batuan, mengurangi airblast dan suara (noise). Pola peledakan echelon cut digunakan untuk lokasi yang memiliki 2 bidang bebas (free face), sedangkan digunakan v cut untuk lokasi yang memiliki 3 bidang bebas (free face). 3.2. Hasil Pengukuran dan Analisis terhadap Getaran Tanah Pengukuran getaran hasil kegiatan peledakan menggunakan Blastmate III, untuk sekali kegiatan peledakan menggunakan dua buah Blastmate III dalam satu lokasi, diletakan di jarak 50 meter dan 150 meter dari lokasi peledakan. Pengamatan dilakukan pada area peledakan yang difokuskan disekitar area lereng final yaitu lereng section 15 bagian high wall dengan kemiringan lereng sebesar 34o pada elevasi -90 sampai dengan -110, sedangkan untuk area lereng kerja difokuskan di sekitar lereng section 8 bagian low wall, dengan kemiringan lereng sebesar 25 o pada elevasi -10 sampai dengan -50. Berdasarkan hasil pengamatan, terjadi perbedaan tingkat getaran tanah yang dihasilkan. Peledakan produksi menghasilkan getaran tanah yang lebih besar dibandingkan dengan peledakan final slope, untuk peledakan produksi di Highwall menghasilkan getaran tanah yaitu PPV sebesar 90.07 mm/s, sedangkan peledakan produksi di Lowwall sebesar PPV sebesar 132.3 mm/s, dan pada peledakan final slope di Highwall PPV yang dihasilkan sebesar 53,77 mm/s. Adanya perbedaan getaran tanah antara peledakan produksi dan peledakan final slope dikarenakan adanya pengaruh dari line drilling, sehingga membuat bidang bebas/free face baru yang mengakibatkan PPV berkurang. 3.3. Analisis Dampak Getaran Tanah terhadap Kestabilan Lereng Metode pseudostatik digunakan dalam analisis dampak getaran tanah terhadap kestabilan lereng. Dalam analisis ini dimodelkan beban seismik dari getaran tanah akibat peledakan sebagai gaya statis horizontal yang bekerja pada setiap irisan di lereng, sehingga gaya statis tersebut menambah gaya penggerak yang bekerja pada setiap irisan dan mengubah kesetimbangan gaya. PPA diperoleh dari hasil pengukuran langsung dilapangan saat kegiatan peledakan berlangsung menggunakan Blastmate III. Satuan PPA dinyatakan dalam mm/s2 dan g. Analisis hubungan parameter peledakan terhadap nilai Percepatan Partikel Puncak yang diperoleh dari hasil pengukuran getaran tanah akibat peledakan dilakukan dengan membuat kurva antara Scaled Distance. Hubungan antara SD dan PPA dengan 95% confidence line ditunjukkan oleh persamaan garis A, dimana PPA = 27,88 x SD-1,287 (Gambar 2).

A

Gambar 2. Grafik hubungan PPA terhadap Scaled Distance

Percepatan Horizontal (a)

Garis a Terhadap PPA 0.1

a = 0,0607x PPA R² = 0,3072

0.08 0.06 0.04 0.02 0 0

0.5

1

1.5

2

Peak Particle Acceleration (g)

Gambar 3. Grafik hubungan a terhadap PPA PPA yang dihasilkan dari kegiatan peledakan tidak dapat langsung digunakan dalam perhitungan keamanan lereng, dibutuhkan koefisien yaitu percepatan horizontal yang berguna mengontrol gaya pseudostatik yang bekerja pada tanah. Analisis statistik dilakukan guna melihat hubungan variabel antara a dan PPA. Variabel a adalah variabel terikat sedangkan variabel PPA sebagai variabel bebas, analisis statistik yang dilakukan adalah regresi linier sederhana. Berdasarkan hasil regresi linier sederhana antara a dengan PPA diperoleh persamaan a = 0.0607 x PPA (Gambar 3). Analisis kestabilan lereng dilakukan pada lereng section 15 highwall dan section 8 lowwall. Data yang dibutuhkan adalah karakteristik fisik dan mekanik material atau batuan penyusun lereng (material properties). Batuan yang akan digunakan dalam analisis adalah claystone (UMEF) dengan densitas 2,34 ton/ m3 dan nilai kuat tekan 1,34 MPa, dan sandstone (LS1B) dengan densitas 2,22 ton/ m3 dan nilai kuat tekan 3,3 Mpa. Berdasarkan hasil penelitian, diketahui bahwa lereng section 8 dengan ketinggian rata-rata 8-10m, dengan kemiringan sebesar 20o,baik dalam kondisi tanpa pengaruh peledakan maupun dengan pengaruh peledakan, berada dalam kondisi stabil. Hal ini ditunjukan oleh nilai faktor keamanan (FK) untuk lokasi penelitian lereng section 8 low wall sebesar 3,316 pada kondisi awal. Adanya penambahan beban getaran tanah akibat peledakan sebesar 0,084 menyebabkan FK lereng menjadi 2,489. Lereng section 15 high wall dengan ketinggian lereng 16 m dengan kemiringan 37 o pada kondisi tanpa pengaruh peledakan FK sebesar 2,223, sedangkan FK dengan pengaruh peledakan sebesar 0,084 menjadi 1,897. Maka dari itu, lereng section 15 high wall dapat dikatakan dalam kondisi stabil. Hasil analisis tersebut dapat digambarkan dalam grafik pengaruh percepatan horizontal yang berasal dari kegiatan peledakan terhadap kestabilan lereng tambang (Gambar 4).

Grafik Pengaruh Percepatan Horizontal Terhadap FK Faktor Keamanan

3.5 3 2.5 2 Lereng Section 8 low wall

1.5 1

Lereng Section 15 high wall

0.5 0 0

0.2

0.4

0.6

Percepatan Horizontal

Gambar 4. Pengaruh Percepatan Horizontal terhadap FK

0.8

Nilai maksimum percepatan horizontal terhadap lereng section 8 sebesar 0,40 dengan nilai FK yang dihasilkan sebesar 1,234. Lereng section 15 highwall nilai maksimum percepatan horizontalnya sebesar 0,35 dengan nilai FK yang dihasilkan sebesar 1,233. Getaran tanah yang mempengaruhi kestabilan lereng dapat berasal dari gempa bumi, untuk menganalisis dampak dari getaran tanah gempa bumi terhadap kestabilan lereng menggunakan peta zonasi gempa tahun 2017 untuk probabilitas terlampaui 2% dalam 50 tahun. Berdasarkan peta tersebut, percepatan puncak yang dapat dihasilkan dari gempa di lokasi penelitian sebesar 0,1 – 0,15g. Asumsi nilai percepatan horizontal yang digunakan sebesar 0,5 dari PGA[7-10]. Berdasarkan hasil kalibrasi terhadap nilai PGA dari peta gempa daerah Kalimantan, didapatkan nilai percepatan horizontal pada daerah penelitian sebesar 0,05 sampai dengan 0,075. FK Lereng section 8 low wall apabila diberi beban gempa menjadi 2,558 dan FK lereng section 15 high wall menjadi 1,928. Getaran tanah yang berasal dari kegiatan peledakan lebih besar daripada getaran tanah yang dihasilkan dari gempa bumi, sehingga pengaruh gempa bumi terhadap kestabilan lereng tambang lebih kecil bila dibandingkan dengan kegiatan peledakan. Berdasarkan persamaan yang dihasilkan dari hubungan a terhadap PPA dan PPA terhadap scaled distance didapat isian maksimum bahan peledak per delay dapat digunakan sebagai acuan atau patokan dalam pengisian lubang ledak. Lereng cross section 15 bagian highwall isian maksimumnya adalah sebesar 216 kg/delay untuk satu lubang terhadap lereng yang berjarak 50 m dari lokasi peledakan, sedangkan lereng cross section 8 bagian low wall adalah 265,7 kg/delay untuk satu lubang terhadap lereng yang berjarak 50 m dari lokasi peledakan.

4. KESIMPULAN Kesimpulan yang didapat dari penelitian yang telah dilakuan adalah sebagai berikut: 1. Penggunaan Line Drilling pada peledakan di dekat area final slope terbukti dapat menurunkan kecepatan getaran tanah (PPV), untuk peledakan pengupasan overburden (peledakan produksi) tingkat getaran tanah yang dihasilkan adalah 132,3 mm/s, sedangkan untuk peledakan pengupasan overburden di dekat area final slope (peledakan final slope) adalah sebesar 53,77 mm/s. 2. Hasil analisis dampak getaran tanah akibat kegiatan peledakan terhadap kestabilan lereng menggunakan program slide 6.0 didapatkan nilai Faktor Keamanan lereng section 8 low wall sebesar 3,316, saat diberi beban getaran tanah akibat kegiatan peledakan sebesar 0,084 nilai FK menjadi 2,489. Nilai FK lereng section 15 high wall adalah 2,223, saat dipengaruhi beban getaran tanah akibat kegiatan peledakan nilai FK menurun menjadi 1,897. Getaran tanah dapat juga berasal dari gempa bumi, nilai percepatan horizontalnya sebesar 0,05 – 0,075, saat diberi beban getaran tanah akibat gempa FK lereng section 8 low wall menjadi 2,558 dan FK lereng section 15 high wall menjadi 1,928. Pengaruh getaran akibat gempa bumi lebih kecil bila dibandingkan dengan pengaruh kegiatan peledakan terhadap kestabilan lereng tambang. Berdasarkan Nilai FK tersebut seluruh getaran yang dihasilkan dari kegiatan peledakan masih dalam batas aman, dan terbukti selama pengambilan data di lapangan tidak ditemukan lereng yang berada dekat area peledakan setelah kegiatan peledakan longsor/failure.

UCAPAN TERIMA KASIH Ungkapan terima kasih, puji dan syukur diucapkan kepada Allah SWT atas rahmat, dan hidayah-Nya, sehingga jurnal ini dapat diselesaikan yang mana jurnal ini merupakan salah satu syarat untuk mendapatkan gelar Sarjana di Jurusan Teknik Pertambangan, Universitas Sriwijaya. Ungkapan terima kasih juga diucapkan kepada Prof. Dr. Ir. H. M. Taufik Toha, DEA. selaku pembimbing pertama dan Bochori, S.T., M.T. selaku pembimbing kedua. Dr. Hj. Rr. Harminuke Eko Handayani, S.T., M.T. selaku Ketua Jurusan Teknik Pertambangan Universitas Sriwijaya, bapak ibu dosen di Jurusan Teknik Pertambangan Universitas Sriwijaya, dan semua pihak yang telah membantu baik secara langsung maupun tak langsung dalam penyelesaian jurnal ilmiah ini.

DAFTAR PUSTAKA [1] Arif, I. (2016). Geoteknik Tambang. Jakarta: Gramedia Pustaka Utama. [2] Fitri, D. A. (2014). Evaluasi Perimeter Blasting terhadap Tingkat Getaran Tanah (Ground Vibration) pada Pre Bench Pit Air Laya PT Bukit Asam (Persero), Tbk. Jurnal Ilmu Teknik, 2(5) 2014. [3] Kuzu, C., & Hudaverdi, T. (2005). Evaluation of Blast-induced Vibrations. International Journal of Brighton Conference Proceedings, 34(4), 203-206.

[4] Basuki, S. (2011). Analisis Kestabilan Lereng Section 10 Akibat Pengaruh Getaran Peledakan dan Air Tanah Pada PT Pama Persada Nusantara Job Site PT Adaro Indonesia. Tesis, Fakultas Teknik Pertambangan dan Perminyakan: Institut Teknologi Bandung. [5] Nadi, B., Askari, F., & Farzaneh, O. (2014). Seismic Performance of Slopes in Pseudo-Static Designs with Different Safety Factor. IJS, Transactions of Civil Engineering, 38(C2), 465-483. [6] Wong, H.N., & Pang, P.L.R. (1995). Assesment of Stability of Slopes Subjected to Blasting Vibration Geo Report No.15. Hong Kong: The Government of the Hong Kong Special Administrative Region. [7] Kramer, S. L. (1996). Geotechnical Earthquake Engineering. New Jersey: Prentice Hall. [8] Srbulov, M. (2008). Geotechnical Earthquake Engineering “Simplified Analyses with Case Studies and Examples”. London: Springer Science. [9] Melo, C, & Shunil, S. 2004. Seismic Coefficients for Pseudostatic Slope Analysis. 13th World Conference on Earthquake Engineering. Paper No. 369. Canada. [10] Hynes-Griffin, M.E. & Franklin, A.G. (1984). Rationalizing The Seismic Coefficient Method. Misc. Paper No. GL84-13. U.S. Army Engineer WES, Vicksburg, MS.