peledakan 3

Download Peledakan 3

Post on 27-Feb-2018

222 views

Category:

Documents

0 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

  • 7/25/2019 Peledakan 3

    1/23

    III - 1

    BAB III

    TINJAUAN PUSTAKA

    3.1 Peledakan

    Peledakan adalah proses pembongkaran dan pemindahan massa batuan dalam

    volume besar akibat reaksi kimia bahan peledak yang melibatkan pengembangan gas yang

    sangat cepat agar material mudah untuk digali dan diangkut menuju proses selanjutnya

    serta memenuhi nilai ambang batas lingkungan dan syarat K3 yang telah ditetapkan

    pemerintah. Hasil-hasil dari peledakan ialah sebagai berikut :

    Fragmentasi batuan

    Perpindahan muckpiledan bentuknya

    Ground vibration

    air blast

    Fly rock

    Fumes

    Ada dua jenis energi yang dilepaskan saat terjadinya peledakan yakni work energy

    dan waste energy. Work energy merupakan energi peledakan yang menyebabkan

    terpecahnya batuan. Work energyterbagi menjadi dua yaitushock energydangas energy.

    Pada saat peledakan terjadi, tidak semua energi yang dihasilkan akan digunakan untuk

    menghasilkan fragmen batuan. Energi sisa tersebut disebut waste energy. Waste energy

    terdiri dari light, heat, sound, danseismic energyyang dapat membahayakan manusia dan

    lingkungan sekitarnya. Dari beberapa jenis waste energy tersebut, yang dapat membawa

    imbas yang jauh diluar area peledakan adalah rambatan berupa gelombang seismik yang

    secara fisik dapat dirasakan akibat pelepasan energi kimia seketika. Tabel 3.1

    memperlihatkan neraca energi operasi peledakan.

    Tabel 3.1 Neraca energi peledakan total

    Jenis Proses Energi (%)

    Fracture Insitu < 1

    Breakage 15

    Displacement 4

    Crushingdi sekitar lubang

    tembak1,5-2,0

    Flyrock

  • 7/25/2019 Peledakan 3

    2/23

    III - 2

    3.2 Mekanisme Pecahnya Batuan

    Proses pecahnya batuan akibat peledakan dibagi menjadi tiga tahap yaitu:

    a. Proses pemecahan tahap I

    Pada saat bahan peledak meledak, tekanan tinggi yang ditimbulkan akan

    menghancurkan batuan di sekitar lubang tembak. Gelombang kejut (shock wave) yang

    meninggalkan lubang tembak merambat dengan kecepatan 3000-5000 m/det akan

    mengakibatkan tegangan tangensial yang menimbulkan rekahan radial. Rekahan radial

    pertama terjadi dalam waktu 1 - 2 ms.

    Gambar 3.1 Proses pemecahan tahap 1 (Karthodarmo,1996)

    b.

    Proses pemecahan tahap II

    Tekanan akibat gelombang kejut yang meninggalkan lubang tembak pada proses

    pemecahan tahap I adalah positif. Apabila gelombang kejut mencapai bidang bebas

    (freeface), maka gelombang tersebut akan dipantulkan. Bersamaan dengan itu tekanan

    akan turun dengan cepat dan kemudian berubah menjadi negatif serta menimbulkan

    gelombang tarik (tension wave). Gelombang tarik ini merambat kembali di dalam

    batuan. Oleh karena kuat tarik batuan lebih kecil dari kuat tekan, maka terjadi

    rekahan-rekahan primer karena adanya tegangan tarik (tensile stress) sehingga

    menyebabkan terjadinyaslabbingatauspallingpada bidang bebas.

    Daerah

    Hancuran

    Posisi

    Gelombang

    Tekan

    RetakanRadial

    Bidang

    Bebas

  • 7/25/2019 Peledakan 3

    3/23

    III - 3

    Dalam proses pemecahan tahap I dan II fungsi dari energi yang ditimbulkan oleh

    gelombang kejut membuat sejumlah rekahan-rekahan kecil pada batuan. Secara

    teoritis jumlah energi gelombang kejut hanya berkisar antara 515 % dari energi total

    bahan peledak. Jadi gelombang kejut tidak secara langsung memecahkan batuan, tetapi

    mempersiapkan kondisi batuan untuk proses pemecahan tahap akhir.

    Gambar 3.2 Proses pemecahan tahap II (Karthodarmo,1996)

    c. Proses pemecahan tahap III

    Dibawah pengaruh tekanan yang sangat tinggi dari gas-gas hasil peledakan maka

    rekahan radial utama (tahap II) akan diperlebar secara cepat oleh efek kombinasi dari

    tegangan tarik yang disebabkan kompresi radial (radial compression) dan pembajian

    (pneumatic wedging). Apabila massa di depan lubang tembak gagal mempertahankan

    posisinya dan bergerak ke depan maka tegangan tekan (compressive stress) tinggi

    yang berada dalam batuan akan dilepaskan (unloaded), seperti spiral kawat yang

    ditekan kemudian dilepaskan.

    Akibat pelepasan tegangan tekan ini akan menimbulkan tegangan tarik yang besar di

    dalam massa batuan. Tegangan tarik inilah yang melengkapi proses pemecahan batuan

    yang sudah dimulai pada tahap II. Rekahan yang terjadi pada proses pemecahan tahap

    Ekspansi

    Lubang

    Bor

    Gelombang

    Tarik

    Spall

  • 7/25/2019 Peledakan 3

    4/23

    III - 4

    II merupakan bidang-bidang lemah yang membantu fragmentasi utama pada proses

    peledakan.

    Gambar 3.3 Proses pemecahan tahap III (Karthodarmo,1996)

    3.3 Getaran Tanah (Ground Vibration)

    Pelepasan energi kimia seketika menyebabkan medan tegangan dinamik pada batuan

    sekitarnya. Medan tegangan menghasilkan deformasi elastik yang merambat menjauh dari

    sumber peledakan (dalam bentuk gelombang seismik, Jaeger & Cook, 1979). Getaran

    tanah (ground vibration) terjadi pada daerah elastis. Didaerah ini tegangan yang diterima

    material lebih kecil dari kekuatan material sehingga hanya menyebabkan perubahan bentuk

    dan volume sementara. Sesuai dengan sifat elastik material, maka bentuk dan volumenya

    akan kembali ke keadaan semula setelah tidak ada tegangan yang bekerja. Perambatan

    tegangan pada daerah elastik akan menimbulkan gelombang elastik yang dikenal juga

    sebagai gelombang seismik.

    3.3.1 Klasifikasi Gelombang Seismik

    Untuk kasus sumber seismik spherical dalam ruang elastik homogen, satu-satunya

    gerakan yang dihasilkan adalah compressive searah dengan perambatan. Namun,peledakan tidak selalu spherical sempurna dan media perambatan tidak selalu kontinyu

    Ekspansi

    Lubang Bor

    Tekanan TinggiGas Peledakan

  • 7/25/2019 Peledakan 3

    5/23

    III - 5

    dan homogen. Pembentukan beberapa jenis gelombang seismik disebabkan oleh kondisi-

    kondisi non-ideal tersebut (Grover, 1973). Klasifikasi gelombang seismik terlihat pada

    Gambar 3.4.

    Gambar 3.4 Klasifikasi gelombang seismik (Grover,1973)

    Gelombang seismik dibagi menjadi dua bagian yaitu:

    1) Gelombang Badan (body wave) adalah gelombang yang merambat melalui massa

    batuan, menembus ke bagian dalam dari massa batuan. Gelombang badan dibedakan

    menjadi 2 jenis, yaitu:

    Gelombang Longitudinal (tekan/compression wave/ P-wave)

    Gelombang Longitudinal adalah jenis gelombang yang menghasilkan pemadatan

    (kompresi) dan pemuaian (dilatasi) pada arah yang sama dengan arah perambatan

    gelombang seperti yang terlihat pada Gambar 3.5.

    Gelombang Transversal ( Shear wave/ S-wave)

    Gelombang Transversal adalah gelombang melintang (transversal) yang bergetartegak lurus pada arah perambatan gelombang seperti yang terlihat pada Gambar

    3.6.

    Gambar 3.5 Gelombang longitudinal (Scott, 1996)

  • 7/25/2019 Peledakan 3

    6/23

    III - 6

    Gambar 3.6 Gelombang Transversal (Scott, 1996)

    2) Gelombang Permukaan (surface wave) adalah gelombang yang merambat diatas

    permukaan batuan tetapi tidak menembus batuan. Ada dua macam gelombang

    permukaan yaitu:

    Gelombang love yaitu gelombang mempunyai gerakan seperti gelombang

    transversal yang terpolarisasi secara horizontal.

    GelombangRayleighyaitu gelombang yang gerakan partikel berputar mundur dan

    vertikal terhadap arah perambatan gelombang. Gelombang ini mempresentasikan

    perambatan gelombang vertikal.

    (a) (b)

    Gambar 3.7 (a) GelombangLove. (b) gelombangRayleigh(Scott, 1996)

    3.3.2 Alat Ukur Getaran

    Pemantau getaran (vibration monitor) adalah alat yang digunakan untuk mengukurgetaran peledakan. Blasmate IIImerupakan salah satu alat pemantau getaran seperti yang

    terlihat pada Gambar 3.8. Alat ini biasanya disiapkan di lokasi penduduk atau daerah

    lereng tertentu untuk mengukur getaran yang ditimbulkan peledakan. Dengan

    menggunakan software Blastware 10, data yang diperoleh kemudian dianalisis dan

    hasilnya dibandingkan dengan nilai ambang batas getaran yang dapat mengganggu

    kenyamanan manusia, kestabilan lereng, dan struktur bangunan.

  • 7/25/2019 Peledakan 3

    7/23

    III - 7

    Gambar 3.8 Blastmate III

    Prinsip kerja alat ini adalah mengubah data masukan berupa getaran tanah menjadi

    gaya pegas/sinyal listrik sehingga diperoleh keluaran sebagai angka. Blastmate III

    merupakan salah satu contoh alat ukur getaran. Alat ukur getaran ini disebut seismograf

    dan terdiri dari dua bagian penting, yaitu sensor dan recorder. Kotak sensormempunyai

    tiga unit independent sensoryang letaknya saling tegak lurus antara satu unit dengan unit

    lain. Dua unit terletak horizontal dan saling tegak lurus dan unit yang lain dipasang secara

    vertikal. Ketiga sensor tersebut mencatat tiga arah getaran peledakan yaitu longitudinal,

    transversal, dan vertikal seperti yang terlihat pada Gambar 3.9.

    Gambar 3.9. Contoh rekaman getaran pada arah transversal, longitudinal, dan vertikal

  • 7/25/2019 Peledakan 3

    8/23

    III - 8

    3.3.3Parameter Getaran

    Untuk mempelajari getaran , perlu dipahami parameter-parameter getaran. Parameter

    getaran adalah sifat-sifat dasar dari gerakan yang digunakan untuk menguraikan karakter

    dari gerakan tanah. Apabila gelombang seismik melalui batuan, maka partikel batuan

    bergetar atau berpindah dari posisi semula. Apabila partikel berpindah, maka partikel

    tersebut akan mempunyai kecepatan dan percepatan. Parameter dasar getaran didefinisikan

    sebagai berikut :