Jumat, 17 Juni 2011

Teknik terowongan

Terowongan adalah lubang bukaan yang dipersiapkan untuk kelancaran produksi tambang bawah tanah.
Fungsi terowongan :
1. Sebagai jalan masuk dan keluar bagi karyawan dan jalan angkut.
2. Mengangkut material trava system telekomunikasi, pipa air dan pipa lumpur
3. Lubang khusus ventilasi
4. Untuk penirisan sumur dan open channel
5. Untuk keselamatan kerja (penyelamatan jika terjadi kecelakaan)
Bentuk-bentuk terowongan
1. Bentuk lingkaran
2. Bentuk segi empat
3. Bentuk Travesium
4. Bentuk Tapal kuda
5. Bentuk Poligon
Dalam bentuk terowongan dilihat dari :
1. Sifat fisik dari material itu sendiri
2. Struktur yang terjadi didaerah tersebut
3. Posisi
Perbedaan terowongan tambang dengan terowongan sipil :
1. Dari sifatnya, pada tambang sifatnya temporer sedang sipil (aua gellap kaga tau aq soalnya terlambat ka menyalin jadi tidak dgr na bilang ibu dosen heheheheheheh)
2. Dari penggunaan pada tambang untuk sarana penambangan, sedang sipil untuk sarana umum
3. Lokasi untuk tambang dibuat dimana terdapat cadangan bijih, untuk sipil dipilih batuan baik.
4. Kondisi batuan, untuk tambang kondisi dapat diketahui secara baik karena aktivitas bertahun-tahun, untuk sipil memerlukan eksplorasi secara rinci
5. Kondisi, untuk tambang berubah-ubah karena sifatnya dinamis, untuk sipil karena sifatnya statis maka kondisinya tetap.
Secara filosofis

Tujuan dasar setiap rancangan untuk penggalian dibawah tanah harus menggunakan massa batuan itu sendiri sebagai massa utamanya.
Selama penggalian harus menghasilkan gangguan kemantapan yang sekecil mungkin dan sedikit mungkin menggunakan beton dan penyangga
Dalam keadaan asli dan buatan mengalami tegangan tekan dimana batuan keras itu lebih kuat daripada beton.

Geometri terowongan.

Ukuran kecil
Menengah 3000 meter
Besar diameter > 6 meter

Metode penggalian lubang bukaan

Metode penggalian bebas dilakukan dengan cara sederhana dengan menggunakan alat yang sederhana seperti ganco, linggis, dan sekop.
Metode mekanis sudah lebih canggih dengan menggunakan tunnel boring machine, koadheader, drum seader.
Metode pemboran dan peledakan. Pemilihan metode ini juga memperhatikan karakteristik dari batuan itu sendiri.

Siklus penggalian suatu lubang bukaan.

Penggalian
Pembersihan asap ledakan jika menggunakan peledakan.
Pembersihan atap
Pengumpulan dan pembuatan material hasil penggalian.
Pengangkutan material
Penyanggaan baik permanen atau sementara


Distribusi tegangan disekitar terowongan terbagi atas beberapa bagian

Distribusi tegangan sebelum dibuat terowongan terbagi atas 3 yaitu :

- Tegangan grafitasi yaitu tegangan yang terjadi karena berat dari tanah/ batuan yang berada diatasnya.
- Tegangan tektonik, terjadi akibat geseran-geseran pada kulit bumi yang trjadi pada waktu lampau maupun saat ini.
- Tegangan sisa adalah tegangan yang masih tersisa walaupun penyebab tegangan tersebut sudah hilang yang berupa panas ataupun pembengkakan pada kulit bumi.
Secara teoritis tegangan mula-mula dirumuskan dengan :
λo = λ.H
KET : λ = Density (ton/m2 )
H = Kedalaman/ tinggi (m)
λo = Tegangan mula-mula (ton/m2 )

Distribusi tegangan disekitar pada terowongan untuk keadaan paling deal

- Geometri dari terowongan adalah yang diperhatikan terowongan adalah sebuah lingkaran dengan jari-jari r. terowongan berada pd bidang horizontal, terowongan terletak pada kedalaman H > r, dengan syarat reaksinya H>20 r, terowongan sangat panjang sehingga dapat digunakan hipotesa tegangan bidang (plain strain).
- Keadaan batuan adalah kontinu, homogeny dan isotrop.
- Kesdaan tegangan mula-mula atau inisial stress hidroblastik atau diasumsikan ^o = 0
λo = = λo = λ . H
λθ = λo + λo . R2 / r2
yang bekerja tegangan radial dan tegangan tangensial

Distribusi tegangan terowongan mula-mula tegangan hidrostatik, dimana tegangan vertical ≠ 0 dan tegangan horizontal = 0, dimana tegangan horizontal = k tegangan vertical

Λh = k. λv dimana λv = ^. H
KET. K = - R2 x tegangan mula-mula λo
R= Dinotasikan dengan jari-jari linkaran
r = jarak antar permukaan.

Distribusi tegangan disekitar terowongan untuk batuan yang tidak isotrop.

Dalam hal elastic ortotrop dimana ada dua modus yang tegak lurus untuk system pembongkaran yang aksial. Distribusi tidak dipengaruhi hanya devormasinya, jadi distribusi tegangan yang didapat dari perhitungan sebelumnya tetap diberlakukan. Contoh batuan yang tidak isotrop yaitu batuan yang berlapis seperti sekis yang berfungsi bagaimana perkuatan batuan dan arah perlapisan.

Distribusi tegangan disekitar terowongan untuk batuan yang mempunyai perilaku plastic sempurna. Dicirikan dari akibat tegangan yang diserap oleh devormasi plastic pada daerah lingkaran yang dibatasi oleh daerah elastic dari lingkaran yang berjari-jari R dimana jari-jari ini dapat dihitung dengan

RI = R ( 2/ 1+ λ . λo (λ-1 + λoX/ λc) (1/λ-1)
R = Jari-jari lubang bukaan
λ = 1 + sin q/ 1 – sin q (q = sudut geser dalam)
λc = tegangan sekitar yang diperkirakan ada jari-jari ini dapat tak terhingga untuk batuan yang tidak (anu hehehehe) jadi kestabilan tidak akan dicapai untuk dipakai penyangga, rumus diatas dapat dipermudah jika sudut geser dalam yang diambil 19.5o sehingga λ = 2 hingga R1 = 2 R/3 (λo/ λc H)

Distribusi tegangan disekitar terowongan yang dibentuk tidak bulat untuk keadaan yang paling ideal ini berdasrkan tegangan garis-garis terowongan dengan berbagai bentuk penampang dan berbagai tegangan mula-mula untuk keadaan paling ideal. Ritasinya λH = tegangan horizontal, λv = tegangan verikal sebelum penggalian terowongan, λ Q = tegangan tangensial untuk tiap garis terowongan.

Lingkaran mor untuk mengetahui tegangan yang terjadi pada dindin.. hahhahahah

Petrologi dan pengendapanya

Batuan karbonat adalah batuan sedimen yang mempunyai komposisi yang dominan (lebih dari 50%) terdiri dari garam-garam karbonat, yang dalam prakteknya secara umum meliputi Batugamping dan Dolomit.

Proses Pembentukannya dapat terjadi secara insitu, yang berasal dari larutan yang mengalami proses kimiawi maupun biokimia dimana pada proses tersebut, organism turut berperan, dan dapat pula terjadi butiran rombakan yang telah mengalami transportasi secara mekanik dan kemudian diendapkan pada tempat lain, dan pembentukannya dapat pula terjadi akibat proses diagenesa dari batuan karbonat yang lain (sebagai contoh yang sangat umum adalah proses dolomitisasi, dimana kalsit berubah menjadi dolomite).

Seluruh proses pembentukan batuan karbonat tersebut terjadi pada lingkungan laut, sehingga praktis bebas dari detritus asal darat.

Batuan karbonat memiliki nilai ekonomi yang penting, sebab mempunyai porositas yang memungkinkan untuk terkumpulnya minyak dan gas alam, terutama batuan karbonat yang telah mengalami proses dolomitisasi, sehingga hal ini menjadikan perhatian khusus pada geologi minyak bumi. Disamping sebagai reservoir minyak dan gas alam, batuan karbonat juga dapat berfungsi sebagai reservoir airtanah, dan dengan adanya porositas dan permeabilitasnya serta mineral-mineral batuan karbonat yang mudah untuk bereaksi maka batuan karbonat dapat menjadi tempat berkumpulnya endapan-endapan bijih.

Karena pantingnya Batuan karbonat sebagai batuan yang dapat menyimpan mineral ekonomis maka penting untuk mengatahui genesa, dan energi yang mempengaruhi pembentukan batuan karbonat tersebut, sehingga dapat diperoleh gambaran untuk kegiatan eksplorasi.

Batuan karbonat adalah batuan sedimen yang mempunyai komposisi yang dominan (lebih dari 50%) terdiri dari garam-garam karbonat, yang dalam prakteknya secara umum meliputi Batugamping dan Dolomit.

Proses Pembentukannya dapat terjadi secara insitu, yang berasal dari larutan yang mengalami proses kimiawi maupun biokimia dimana pada proses tersebut, organism turut berperan, dan dapat pula terjadi butiran rombakan yang telah mengalami transportasi secara mekanik dan kemudian diendapkan pada tempat lain, dan pembentukannya dapat pula terjadi akibat proses diagenesa dari batuan karbonat yang lain (sebagai contoh yang sangat umum adalah proses dolomitisasi, dimana kalsit berubah menjadi dolomite).

Seluruh proses pembentukan batuan karbonat tersebut terjadi pada lingkungan laut, sehingga praktis bebas dari detritus asal darat.

Batuan karbonat memiliki nilai ekonomi yang penting, sebab mempunyai porositas yang memungkinkan untuk terkumpulnya minyak dan gas alam, terutama batuan karbonat yang telah mengalami proses dolomitisasi, sehingga hal ini menjadikan perhatian khusus pada geologi minyak bumi. Disamping sebagai reservoir minyak dan gas alam, batuan karbonat juga dapat berfungsi sebagai reservoir airtanah, dan dengan adanya porositas dan permeabilitasnya serta mineral-mineral batuan karbonat yang mudah untuk bereaksi maka batuan karbonat dapat menjadi tempat berkumpulnya endapan-endapan bijih.

Karena pantingnya Batuan karbonat sebagai batuan yang dapat menyimpan mineral ekonomis maka penting untuk mengatahui genesa, dan energi yang mempengaruhi pembentukan batuan karbonat tersebut, sehingga dapat diperoleh gambaran untuk kegiatan eksplorasi.

Pengertian Batuan Karbonat

Menurut Pettijohn (1975), batuan karbonat adalah batuan yang fraksi karbonatnya lebih besar dari fraksi non karbonat atau dengan kata lain fraksi karbonatnya >50%. Apabila fraksi karbonatnya <50% maka, tidak bisa lagi disebut sebagai batuan karbonat. Fraksi-fraksi yang umum dapat dapat dilihat pada tabel berikut :

Tabel Mineral Karbonat yang Umum Dijumpai
Mineral Rumus Kimia Sistem Kristal
Aragonit CaCO3 Orthorombik
Kalsit CaCO3 Heksagonal(rombohedral)
Magnesit MgCO3 Heksagonal(rombohedral)
Dolomit CuMg(CO3)2 Heksagonal(rombohedral)
Ankerit Ca(FeMg)(CO3)2 Heksagonal(rombohedral)
Siderit FeCO3 Heksagonal(rombohedral)

Endapan-endapan karbonat pada masa kini terutama tersusun oleh aragonite, disamping itu juga kalsit dan dolomite. Aragonite tersebut kebanyakan berasal dari proses biogenic(ganggang hijau atau calcareous green algae) atau hasilpresipitasi langsung dari air laut secara kimiawi. Aragonite ini bersifat tidak stabil, aslinya segera setelah terbentuk akan berubah menjadi kalsit. Oleh karena adanya proses substitusi Cu dan Mg, maka endapan kalsit pada endapan masa kini ada dua macam, yaitu :

Low-Mg calcite, apabila kandungan MgCO3<4% dan terbentuk pada daerah yang dingin.
High-Mg calcite, apabila kandungan MgCO3>4% dan terbentuk pada daerah yang hangat.

Komposisi Kimia dan Mineralogi Batuan Karbonat

Mineralogi dan Komposisi kimia batuan karbonat tidak memperlihatkan lingkungan pengendapan, tetapi penting sebagai derajat diagenesa rekristalisasi dan penggantian kalsium karbonat (Graha, 1987).

a. Aragonit : CaCO3 (Ortorombik)

Bentuk yang paling tidak stabil, sering dalam bentuk serabut. Jarum-jarum aragonit biasanya diendapkan secara kimiawi, dari prespitasi langsung dari air laut. Diagenesanya berubah menjadi kalsit, juga organisme membuat rumah (test) dari aragonit seperti moluska.

b. Kalsit : CaCO3 (Heksagonal)

Mineral ini lebih stabil, dan biasanya merupakan hablur yang baik. Terdapat sebagai rekristalisasi dari aragonit, sering merupakan cavity filling atau semen, dalam bentuk kristal – kristal yang jelas. Kebanyakan gamping terdiri dari kalsit.

c. Dolomit : CaMg (CO3)2

Juga merupakan mineral penting, terutama sebagai batuan reservoir, kristal sama dengan kalsit berbedanya pada bidang refraksi dari kalsit. Terjadi secara primer (precipitasi langsung dari air laut), tetapi kebanyakan hasil dolomotisasi dari kalsit.

d. High Magnesium Kalsit

Larutan padat dari MgCO3 dalam kalsit. Tidak begitu banyak terdapat, sering merupakan batuan dolomit Ls.

e. Magnesit : MgCO3

Biasanya berasosiasi denga evaporit.

Lingkungan Pengendapan Karbonat

Beberapa faktor yang penting dan sangat mempengaruhi pengendapan batuan karbonat adalah:

a. Pengaruh sedimen klasitik asal darat

Pegendapan karbonat memerlukan lingkungan yang praktis bebas dari sedimen klastik asal darat. Karena sedimen klastik dari darat dapat menghambat proses fotosintesa ganggang gampingan.

b. Pengaruh iklim dan suhu

Batuan karbonat diendapkan di daerah perairan yang bersuhu hangat dan beriklim tropis sampai subtropis.

c. Pengaruh Kedalaman

Pada umumnya dan kebanyakan, batuan karbonat diendapkan di daerah perairan dangkal dimana masih terdapat sinar matahari yang bisa menembus kedalaman air. Terdapat suatu garis yang merupakan batas kedalaman air dimana sedimen karbonat dapat ditemukan pengendapannya yang disebut dengan CCD (Carbonate Compensation Depth).

d. Faktor mekanik

Faktor mekanik yang mempengaruhi kecepatan pengandapan batuan karbonat yaitu antara lain aliran air laut, percampuran air, penguraian oleh bakteri, proses pembuatan organik pada larutan, serta pH air laut.

Penyusun Batuan Karbonat

Penyususn batugamping menurut Tucker (1991), komponen penyusun batugamping dibedakan atas non skeletal grain, skeletal grain, matrix dan semen.

1. Non Skeletal grain, terdiri dari :

a. Ooid dan Pisoid

Ooid adalah butiran karbonat yang berbentuk bulat atau elips yang punya satu atau lebih struktur lamina yang konsentris dan mengelilingi inti. Inti penyusun biasanya partikel karbonat atau butiran kuarsa (Tucker, 1991). Ooid memiliki ukuran butir < 2 mm dan apabila memiliki ukuran > 2 mm maka disebut pisoid.

b. Peloid

Peloid adalah butiran karbonat yang berbentuk bulat, elipsoid atau merincing yang tersusun oleh mikrit dan tanpa struktur internal. Ukuran peloid antara 0,1 – 0,5 mm. Kebanyakan peloid ini berasala dari kotoran (faecal origin) sehingga disebut pellet (Tucker 1991).

c. Agregat dan Intraklas

Agregat merupakan kumpulan dari beberapa macam butiran karbonat yang tersemenkan bersama-sama oleh semen mikrokristalin atau tergabung akibat material organik. Sedangkan intraklas adalah fragmen dari sedimen yang sudah terlitifikasi atau setengah terlitifikasi yang terjadi akibat pelepasan air lumpur pada daerah pasang surut atau tidal flat (Tucker,1991).

2. Skeletal Grain

Skeletal grain adalah butiran cangkang penyusun batuan karbonat yang terdiri dari seluruh mikrofosil, butiran fosil, maupun pecahan dari fosil-fosil makro. Cangkang ini merupakan allochem yang paling umum dijumpai dalam batugamping (Boggs, 1987). Komponen cangkang pada batugamping juga merupakan penunjuk pada distribusi invertebrata penghasil karbonat sepanjang waktu geologi (Tucker, 1991).

3. Lumpur Karbonat atau Mikrit

Mikrit merupakan matriks yang biasanyaberwarna gelap. Pada batugamping hadir sebagai butir yang sangat halus. Mikrit memiliki ukuran butir kurang dari 4 mikrometer. Pada studi mikroskop elektron menunjukkan bahwa mikrit tidak homogen dan menunjukkan adanya ukuran kasar sampai halus dengan batas antara kristal yang berbentuk planar, melengkung, bergerigi ataupun tidak teratur. Mikrit dapat mengalami alterasi dan dapat tergantikan oleh mozaik mikrospar yang kasar (Tucker, 1991).

4. Semen

Semen terdiri dari material halus yang menjadi pengikat antar butiran dan mengisi rongga pori yang diendapkan setelah fragmen dan matriks. Semen dapat berupa kalsit, silika, oksida besi ataupun sulfat.

Tekstur dan Struktur Batuan Karbonat

Tekstur pada batuan karbonat bervariasi, mulai dari tekstur yang terdapat pada batuan detritus seperti besar butir, pemilahan, dan rounding, hingga yang menunjukkan hasil pengendapan kimiawi. Matrixnya juga bervariasi dari lumpur karbonat berbutir padat hingga kristal-kristal kalsit atau dolomit. Tekstur juga ada yang terbentuk dari pertumbuhan organisme.

Tekstur pada batu gamping kebanyakan hampir sama dengan jenis tekstur pada batuan detritus seperti batu pasir. Hal ini menunjukkan bahwa proses pembentukan batuan karbonat dan batu pasir hampir sama.

Apabila batu gamping tersusun atas klastik, kebanyakan struktur yang terdapat pada batuan detritus juga muncul pada batuan ini. Struktur-struktur seperti cross-bedding, ripple marks, dunes, graded bedding, dan imbricate bedding banyak dijumpai pada batuan karbonat walaupun tidak mudah terlalu mudah diamati karena sedikitnya perbedaan warna pada tiap lapisan di batuan karbonat.

Tipe laminasi yang paling banyak ditemukan dibentuk oleh organisme seperti alga hijau/biru yang tumbuh di daerah berombak. Organisme ini tumbuh sebagai serat-serat dan membentuk serabut dengan memerangkap dan menyatukan mikrokristal karbonat. Adanya ombak yang datang dan menyapu butiran pasir di pantai membuat formasi laminasi yang terdiri atas material organik.

Stylolit merupakan permukaan tak beraturan dari endapan karbonat yang tertekan. Stylolit ini merepresentasikan 25% hingga 90% batuan karbonat yang terlarut.

Geologi struktur


Struktur geologi adalah struktur perubahan lapisan batuan sedimen akibat kerja kekuatan tektonik,sehingga tidak lagi memenuhi hukum superposisi disamping itu struktur geologi juga merupakan struktur kerak bumi produk deformasi tektonik .
Cabang geologi yang menjelaskan struktur geologi secara detail disebut GEOLOGI STRUKTUR,dimana geologi struktur merupakan cabang ilmu geologi yang mempelajari mengenai bentuk arsitektur kulit bumi.
Kekutan Tektonik dan orogenik yang membentuk struktur geologi itu berupa stress (Tegangan).
Berdasarkan keseragaman kekuatannya,Stress dapat dibedakan menjadi 2 yaitu :
A. Uniform stress (Confining Stress)
Yaitu tegangan yang menekan atau menarik dengan kekuatan yang sama dari atau ke segala arah
B. Differential Stress
Yaitu tegangan yang menekan atau menarik dari atau ke satu arah saja dan bisa juga dari atau ke segala arah,tetapi salah satu arah kekuatannya ada yang lebih dominan.
Pengenalan struktur geologi secara tidak langsung dapat dilakukan melalui cara-cara berikut ini :
a. Pemetaan geologi dengan mengukur strike dan dip.
b. Interprestasi peta topografi,yaitu dari penampakan gejala penelusuran sungai,penelusuran morfologi dan garis kontur serta pola garis konturnya.
c. Foto udara.
d. Pemboran.
e. Geofisika,yang didasarkan pada sifat-sifat yang dimiliki oleh batuan,yaitu dengan metode :
Grafity,
Geolectrik,
Seismik,dan
Magnetik.
Umumnya struktur geologi terbentuk oleh differential stress.
Dari aspek arah kerjanya,ada 3 macam Differential stress,yaitu :
1. Compressional stress
2. Tensional stress
3. Shear stress

III-2
Batuan bila mengalami gaya atau stress akan berubah atau mengalami perubahan,dalam geologi struktur hal ini disebut “Deformasi”.
Tahapan-tahapan Deformasi adlah sebagai berikut :
1. Elastic Deformation (Deformasi sementara)
Deformasi sementara ini terjadi jika kerja stress tidak melebihi batas elastis batuan.Begitu stress terhenti,maka bentuk atau posisi batuan kembali seperti semula.
2. Ductile Deformation
Yaitu deformasi yang melampaui batas elastis batuan.Mengakibatkan batuan berubah bentuk dan volume secara permanen,sehingga bentuknya berlainan dengan bentuk semula.
3. Fracture Deformation
Yaitu deformasi yang sangat melampaui batas elastis batuan,sehingga mengakibatkan pecah.
Seperti diketahui,bumi terdiri dari berbagai bagian yang paling luar (kerak bumi),tersusun oleh berbagai lapisan batuan.Kedudukan daripada batuan-batuan tersebut pada setiap tempat tidaklah sama,bergantung dari kekuatan tektonik yang sangat mempengaruhiya.
III-3
Adanya gaya-gaya yang bekerja menyebabkan batuan terangkat dan terlipat-lipat serta apabila terkena pelapukan dan erosi,maka batuan tersebut akan menjadi tersingkap dipermukaan bumi.
3.1. STRUKTUR KEKAR (JOINT)
Hampir tidak ada suatu singakapan dimuka bumi ini yang tuidak memperlihatkan gejala rekahan.Rekahan pada batuan bukan merupakan gejala yang kebetulan.Umumnya hal ini terjadi akibat hasil kekandasan akibat tegangan (stress),karena itu rekahan akan mempunyai sifat-sifat yang menuruti hukum fisika.
Kekar adalah Struktur rekahan dalam blok batuan dimana tidak ada atau sedikit sekali mengalami pergeseran (hanya retak saja),umumnya terisi oleh sedimen setelah beberapa lama terjadinya rekahan tersebut.Rekahan atau struktur kekar dapat terjadi pada batuan beku dan batuan sedimen.
Pada batuan beku,kekar terjadi karena pembekuan magma dengan sangat cepat (secara mendadak).
Pada batuan sedimen,Kekar terjadi karena :
a. Intrusi/ekstrusi
b. Pengaruh iklim/musim
III-4
Dalam batuan sedimen umunya kekar juga dapat terbentuk mulai dari saat pengendapan atau segera terbentuk setelah pengendapannnya.dimana sedimen tersebut masih sedang mengeras.
Struktur kekar dapat berguna dalam memecahkan masalah sebagai berikut :
• Geologi Teknik
• Geologi Minyak,terutama dengan masalah cadangan dan produksi minyak
• Geologi Pertambangan,yaitu dalam hal sistem penambangan maupun pengarahan terhadap bentuk-bentuk mineralisasi.
3.2. STRUKTUR SESAR (FAULT)
Sesar adalah suatu rekahan pada batuan yang telah mengalami pergeseran sehingga terjadi perpindahan antara bagian-bagian yang berhadapan dengan arah yang sejajar dengan bidang patahan.Hal ini terjadi apabila blok batuan yang dipisahkan oleh rekahan telah bergeser sedemikian rupa hingga lapisan batuan sediment pada blok yang satu terputus atau terpisah dan tidak bersambungan lagi dengan lapisan sediment pada blok yang lainnya.Ukuran panjang maupun kedalaman sesar dapat berkisar antara beberapa centimeter saja sampai mencapai ratusan kilometer.
Istilah-istilah penting yang berhubungan dengan gejala sesar antara lain :
1. Bidang Sesar
Merupakan bidang rekahan pada batuan yang telah mengalami pergeseran.
2. Bagian-bagian yang tersesarkan (tergeser)
Bagian ini terdiri dari Hanging Wall dan Foot Wall.
a. Hanging Wall (Atap sesar)
Adalah bongkahan patahan yang berada dibagian atas bidang sesar.
b. Foot Wall (Alas sesar)
Adalah bongkahan patahan yang berada dibagian bawah bidang sesar.
3. Throw dan Heave
a. Throw,adalah jarak yang memisahkan lapisan atau vein yang terpatahkan yang diukur pada sesar dalam bidang tegak lurus padanya.
b. Heave,adalah jarak horizontal yang diukur normal (tegak lurus) pada sesar yang memisahkan bagian-bagian dari lapisan yang terpatahkan.
Berdasarkan pada sifat geraknya,sesar dapat dibedakan menjadi 3 jenis yaitu :
1. Sesar Normal (Gravity Fault),yaitu gerak relatif Hanging Wall turun terhadap Foot Wall.Disebut juga sebagai Sesar Turun.
2. Sesar Naik (Reverse Fault),yaitu gerak relatif Hanging Wall naik terhadap Foot Wall.Posisi Hanging Wall lebih tinggi daripada Foot Wall.Namun jika Hanging Wall bergeser naik hingga menutupi Foot Wall,maka sesar tersebut.
3. disebut Thrust Fault yang bergantung pada kuat stress horizontal dan dip (kemiringan bidang sesar).
4. Sesar Mendatar (Horizontal Fault),yaitu gerak relative mendatar pada bagian-bagian yang tersesarkan. Hanging Wall dan Foot Wall bergeser Horizontal yang diakibatkan oleh kerja shear stress.
Disamping itu juga terdapat sesar-sesar yang lain ,diantaranya :
a. Strike Dip Fault,yaitu kombinasi antara sesar turun dan sesar horizontal
b. Hing Fault,yaitu Sesar Rotasional
3.3 LIPATAN
Lipatan adalah perubahan bentuk dan volume pada batuan yang ditunjukkan oleh lengkungan atau melipatnya batuan tersebut akibat pengaruh suatu tegangan (gaya) yang bekerja pada batuan tersebut yang umunya refleksi perlengkungannya ditunjukkan oleh perlapisan pada batuan sedimen serta bisa juga pada foliasi batuan metamorf .
Secara umum,jenis-jenis lipatanyang terpenting adalah sebagai berikut :
1. Antiklin,yaitu lipatan yang kedua sayapnya mempunyai arah kemiringan yang saling berlawanan.
2. Sinklin,yaitu lipatan yang kedua sayapnya mempunyai arah kemiringan yang menuju ke satu arah yang sama.
Beberapa defenisi tentang lipatan :
a. Sayap Lipatan,yaitu bagian sebelah menyebelah dari sisi lipatan
b. Puncak Lipatan,yaitu titik atau garis yang tertinggi dari sebuah lipatan
c. Bidang Sumbu Lipatan,yaitu suatu bidang yang memotong lipatan,membagi sama besar sudut yang dibentuk oleh lipatan tersebut.
d. Garis Sumbu Lipatan,yaitu perpotongan antara bidang sumbu dengan bidang horizontal.
e. Jurus (Strike),yaitu arah dari garis horizontal dan merupakan perpotongan antara bidang yang bersangkutan dengan bidang horizontal.
f. Kemiringan (Dip),yaitu sudut kemiringan yang tersebar dan dibentuk oleh suatu bidang miring dengan bidang horizontal dan diukur dengan tegak lurus dengannya.

Lipatan
Lipatan adalah perubahan bentuk dan volume pada batuan yang ditunjukkan dengan lengfkungan atau melipatnya batuan tersebut akibat pengaruh suatu tegangan (gaya) yang bekerja pada batuan tersebut. Pada umumnya refleksi pelengkungan ditunjukkan pada pelapisan pada batuan-batuan sedimen atau foliasi pada batuan metamorf.

Kekar (Joint)
Rekahan adlah sebutan untuk struktur rekahan dalam batuan dimana tidak ada atau sedikit sekali mengalami pergeseran. Rekahan yang telah bergeser disebut sesar.
Struktur kekar merupakan gejala yang paling umum dijumpai dan justru karenanya banyak dipelajari secaras luas. Struktur-struktur ini merupakan struktur yang palinbg sukat untuk dianalisa. Struktur ini banyak dipelajari karena hubunganya yang erat dengan masalah-masalah :
Geologi teknik
Geologi minyak, terutaam dengan masalah cadangan dan produksi
Geologi pertambangan, baik dalam hal system penambangan maupun pengarahan terhadap bentuk-bentuk mineralisasi, dll.
Umumnya dalam batuan sedimen, kekar dapat terbentuk mulai saat pengendapan atau terbentuk setelah pengendapannya, dimana sedimen tersebut sedang mengeras. Struktur kekar dipelajari dengan cara statistic, mengukur dan mengelompokan dalam bentuk diagram Rosset atau dengan diagram kontur (kutub).

Sesar (Foult)
Sesar adalah satuan rekahan pada batuan yang telah mengalami pergeseran sehingga terjadi perpindahan anatara bagian-bagian yang berhadapan dengan arah yang sejajar dengan bidang patahan. P[ergeseran-pergeseran yang telah terjadi pasda sesar, ukuran panjang mauypun kedalaman sesar dapat berkisar antara beberapa sentimeter saja sampai mencapai ratusan kilometer.
Macam-macam sesar secara umum :
Sesar normal, yaitu gerak relative hanging wall turun terhadap footwall.
Sesar naik, yaitu gerak relative hanging wall terhadap footwall
Sesar mendatar, yaitu gerak relative mendatar pada bagian yang tersesarkan.

Struktur permukaan bumi selalu mengalami perubahan yang disebut deformasi. Deformasi kerak bumi dapat disebabklan oleh stree dan strain, temperature, waktu dan strain rate, dan komposisi jenis kandungan mineral batuan dabn kandungan air batuan. Deformasi akibat gaya tektonik dikelompokan dalam struktur primer dan skunder.
Adapun struktur geologi yang cukup penting untuk diingat adalah kekar, yaiut rekahan-rekahan lurus planar yang membagi batuan-batuan menjadi vblok-blok atau struktur rekahan dalam batuan-batuan. Sesar yaitu rekahan pada batuan yang mengalami poergeseran, sehingga terjadi perpindahan antara bagian-bagian yang berhadapan dengan arah yang sejajar dengan bidang patahan. Lipatan, yaitu perubahan bentuk dan volume batuan yang ditunjukan dengan lengkungan atau melipatnya batun tersebut.

Mining Operation

Selama tahap persiapan dan eksploitasi dari semua tambang jika material batuan dan tanah, bijih atau buangan ditambang dari bumi, dicatat bahw a ada sat uan operasi y ang digunakan. Satuan operasi penambangan adalah langkah dasar yang digunakan untuk memproduksi mineral dari endapan, bersama dengan langkah t ambahan yang terlibat. Langlkah-langkah ini yang mengkontribusi secara langsung ke ekstraksi mineral disebut “operasi pro duksi”, termasuk siklus produksi dari operasi. Sedangkan langkah-langkah tambahan yang mendukung siklus produksi disebut “operasi tambahan”.

Siklus produksi menggunakan satuan operasi yang secara normal didalam dua fungsi : pemecahan batuan dan penanganan material. Pemecahan batuan meliputi berbagai mekanika, tetapi untuk batuan dilengkapi dengan pemboran dan peledakan. Penanganan material meliputi pemuatan atau pengalihan dan transport asi material (transportasi horisontal), dengan option “kerekan”. Jadi siklus produksi dasar didalam tambang terdiri dari satuan-satuan operasi.

Siklus produksi = Pemboran + Peledakan + Pemuatan + Pengangkutan

Jika operasi produksi cenderung untuk memisahkan dan bersiklus secara alam iah, sedangkan kecenderungan t ambang yang modern adalah mengeliminasi atau mengkombinasikan fungsi-fungsi dalam menambahkan kekontinuitasan. Sebagai contoh tanah dapat digali dengan suatu alat gali tanpa memerlukan pemboran dan peledakan. Jika penggemburan (loosening) diperlukan, kegiatan dapat dilengkapi penggaruan (ripping) tanpa peledakan sebelum pemuatan.

Siklus operasi pada tambang terbuka dibedakan terutama oleh skala peralatan. Pada tambang terbuka yang modern, misalnya lubang tembak dengan diameter beberapa inchi dilakukan dengan mesin bor putar atau tumbuk untuk penempatan bahan peledak jika batuan keras yang akan digali.

PEMBORAN DAN PENETRASI BATUAN

Rock Breakage
Pelepasan atau pembebasan batuan dari massa batuan induknya disebut “pemecahan batuan” (rock breakage). Hal ini dapat dilakukan menggunakan api, air bertekanan tinggi, tekanan, maupun bahan peledak. Pada umumnya, ada dua tipe operasi pemecahan batuan yang dilakukan ditunjukkan dalam industri pertambangan, yaitu penetrasi batuan (rock penetration : drilling, cutting, boring, dll) dan fragmentasi batuan (rock fragmentation).

Dalam penetrasi batuan (pemboran, cutting dll) pada suatu lubang bor biasanya dilakukan secara mekanik dan kadang-kadang termik atau hidrolik. Tujuan dari penetrasi batuan antara lain untuk :

(1) Penempatan bahan peledak atau keperluan lain yang memerlukan
lubang berukuran kecil
(2) Membuat bukaan tambang atau terowongan (tunnel) final.
(3) Mengekstraksi produk mineral sesuai ukuran dan bentuk yang diijinkan
(batu dimensi).

Berlawanan dengan penetrasi batuan, fragmentasi batuan bertujuan untuk menggemburkan dan memuat menjadi fragmen-fragmen suatu massa batuan, secara konvensional dengan energi kimia, pada peledakan tetapi ditambah secara mekanik hidrolik dan aplikasi baru dari energi. Penetrasi batuan dapat diklasifikasikan pada beberapa basis. Termasuk dalam hal ini ukuran lubang, metoda mounting, tipe dari power. Pembagian/skema yang akan digunakan pada tulisan ini adalah berdasarkan bentuk dari penggempuran batuan atau jenis energi yang digunakan untuk melakukan penetrasi. Klasifikasi ini bersifat umum, dapat diaplikasikan pada seluruh jenis tambang dan mencakup seluruh bentuk penetrasi.

Teknik pemboran


Pemboran dapat dilakukan untuk bermacam-macam tujuan :

Penempatan bahan peledak; pemercontohan (merupakan metoda sampling utama dalam eksplorasi); dalam tahap development : penirisan, test fondasi dan lain-lain; dan dalam tahap eksplotasi untuk penempatan baut batuan & kabel batuan (dalam batubara pemboran lebih banyak dibuat untuk pemasangan baut batuan - bolting daripada untuk peledakan). Jika dihubungkan dengan peledakan, penggunaan terbesar adalah sebagai pemboran produksi.

Komponen Operasi dari Sistem Pemboran

Ada 4 komponen fungsional utama. Fungsi ini dihubungkan dengan penggunaan energi oleh sistem pemboran di dalam melawan batuan dengan cara sebagai berikut :
• Mesin bor, sumber energi adalah penggerak utama, mengkonversikan energi dari bentuk asal (fluida, elektrik, pnuematik, atau penggerak mesin combustion) ke energi mekanik untuk mengfungsikan sistem.
• Batang bor (rod) mengtransmisikan energi dari penggerak utama ke mata bor (bit).
• Mata bor (bit) adalah pengguna energi didalam sistem, menyerang batuan secara makanik untuk melakukan penetrasi.
• Sirkulasi fluida untuk membersihkan lubang bor, mengontrol debu,mendinginkan bit dan kadang-kadang mengstabilkan lubang bor.

Ketiga komponen pertama adalah komponen fisik yang mengontrol proses penetrasi, sedangkan komponen keempat adalah mendukung penetrasi melalui pengangkatan cuttings. Mekanisme penetrasi, dapat dikategorikan kedalam 2 golongan secara mekanik yaitu rotasi dan tumbukan (percussion) atau selanjutnya kombinasi keduanya.

Faktor-faktor yang mempengaruhi unjuk kerja pemboran :

1. Variabel operasi, mempengaruhi keempat komponen sistem pemboran (drill, rod, bit dan fluid). Variabel dapat dikontrol pada umumnya dan mencakup dua kategori dari faktor-faktor kekuatan pemboran :

(a) tenaga pemboran, energi semburan dan frekuensi, kecepatan putar, daya dorong dan rancangan batang bor dan
(b) sifat-sifat fluida dan laju alirnya.

2. Faktor-faktor lubang bor, meliputi : ukuran, panjang, inklinasi lubang bor; tergantung pada persyaratan dari luar, jad i merupakan variabel bebas. Lubang bor di tambang terbuka pada umumnya 15 - 45 cm (6-18 inch). Sebagai perbandingan, untuk tambang bawah tanah 4-17,5
cm (1,5-7 in.).
3. Faktor-faktor batuan, faktor bebas yang terdiri dari : sifat-sifat batuan, kondisi geologi, keadaan tegangan yang bekerja pada lubang bor yang sering disebut sebagai drillability factors yang menentukan drilling strength dari batuan (kekuatan batuan untuk bertahan terhadap penetrasi) dan membat asi unjuk kerja pemboran.
4. Faktor-faktor pelayanan, yang terdiri dari pekerja dan supervisi, ketersediaan tenaga, tempat kerja, cuaca dan lain-lain, juga merupakan faktor bebas.

Parameter Performansi (Unjuk Kerja)
Untuk memilih dan mengevaluasi sistem pemboran yang optimal, ada 4 parameter yang harus diukur at au dipe rkirakan,yaitu :
1. Energi proses dan konsumsi daya (power)
2. Laju penetrasi
3. Lama penggunaan bit (umur)
4. Biaya (biaya kepemilikan + biaya operasi)



Pemilihan Alat Bor

Pemilihan suatu alat produksi haruslah melalui suatu prosedur yang telah didefinisikan dengan baik. Hal ini merupakan persoalan rancangan rekayasa yang sebenarnya (true engineering design) yang memerlukan suatu pertimbangan harga. Langkah-langkahnya adalah sebagai berikut :


1. Mendeterminasi dan menentukan spesifikasi kondisi-kondisi dimana alat bor akan digunakan, seperti faktor-faktor yang berhubungan dengan pekerjaan (pekerja, lokasi, cuaca dan lain-lain) dengan konsiderasi keselamatan kerja.
2. Menetapkan tujuan untuk fase pemecahan batuan dari siklus operasi produksi kedalam tonase, fragmentasi, throw, vibrasi dan lain-lain (mempertimbangkan batasan pemuatan dan pengangkutan, stabilitas kemiringan lereng, kapasitas crusher, kuota produksi, geometri pit,
dll) .
3. Atas dasar pada persyaratan peledakan, merancang pola lubang bor (ukuran dan kedalaman lubang ledak, kemiringan, burden dan spasi).
4. Menentukan faktor drillability untuk jenis batuan yang diantisipasi, mengindentifikasikan metoda pemboran yang mendekati kelayakan .
5. Men-spesifikasikan variabel operasi untuk tiap sistem dibawah pengamatan, meliputi : mesin bor, batang bor, mata bor dan sirkulasi fluida.
6. Memperhitungkan parameter unjuk kerja, termasuk ketersediaan alat, biaya dan perbandingan. Mengamati sumber tenaga dan memilih spesifikasi. Item biaya yang besar adalah mata bor, depresiasi alat bor, tenaga kerja, pemeliharaan, energi dan fluida. Umur bit dan biaya merupakan hal yang kritis namun sulit untuk diproyeksikan.
7. Memilih sistem pemboran yang memuaskan semua persyaratan biaya keseluruhan yang rendah dan memperhatikan keselamatan kerja.

Blasting(peledakan)


Peledakan (blasting ; explosion) merupakan Kegiatan pemecahan suatu material (batuan) dengan menggunakan bahan peledak atau Proses terjadinya ledakan. Beberapa istilah dalam peledakan :

1. Peledakan bias (refraction shooting) merupakan Peledakan di dalam lubang atau sumur dangkal untuk menimbulkan getaran guna penyelidikan geofisika cara seismik bias.
2. Peledakan bongkah (block holing) merupakan Peledakan sekunder untuk pengecilan ukuran bongkah batuan dengan cara membuat lobang tembak berdiatemeter kecil dan diisi sedikit bahan peledak
3. Peledakan di udara (air shooting) merupakan Cara menimbulkan energi seismik di permukaan bumi dengan meledakkan bahan peledak di udara
4. Peledakan lepas gilir (off-shift blasting) merupakan Peledakan yang dilakukan di luar jam gilir kerja
5. Peledakan lubang dalam (deep hole blasting) merupakan Cara peledakan jenjang kuari atau tambang terbuka dengan menggunakan lubang tembak yang dalam disesuaikan dengan tinggi jenjang
6. Peledakan parit (ditch blasting) merupakan Proses peledakan dalam pembuatan parit
7. Peledakan teredam (cushion blasting)merupakan Cara peledakan dengan membuat rongga udara antara bahan peledak dan sumbat ledak atau membuat lubang tembak yang lebih besar dari diameter dodol sehingga menghasilkan getaran yang relatif lembut

Pengenalan Bahan Peledak

1. Bahan peledak

Bahan peledak yang dimaksudkan adalah bahan peledak kimia yang didefinisikan sebagai suatu bahan kimia senyawa tunggal atau campuran berbentuk padat, cair, atau campurannya yang apabila diberi aksi panas, benturan, gesekan atau ledakan awal akan mengalami suatu reaksi kimia eksotermis sangat cepat dan hasil reaksinya sebagian atau seluruhnya berbentuk gas disertai panas dan tekanan sangat tinggi yang secara kimia lebih stabil.

Panas dari gas yang dihasilkan reaksi peledakan tersebut sekitar 4000° C. Adapun tekanannya, menurut Langerfors dan Kihlstrom (1978), bisa mencapai lebih dari 100.000 atm setara dengan 101.500 kg/cm² atau 9.850 MPa (» 10.000 MPa). Sedangkan energi per satuan waktu yang ditimbulkan sekitar 25.000 MW atau 5.950.000 kcal/s. Perlu difahami bahwa energi yang sedemikian besar itu bukan merefleksikan jumlah energi yang memang tersimpan di dalam bahan peledak begitu besar, namun kondisi ini terjadi akibat reaksi peledakan yang sangat cepat, yaitu berkisar antara 2500 - 7500 meter per second (m/s). Oleh sebab itu kekuatan energi tersebut hanya terjadi beberapa detik saja yang lambat laun berkurang seiring dengan perkembangan keruntuhan batuan.

2. Reaksi dan produk peledakan

Peledakan akan memberikan hasil yang berbeda dari yang diharapkan karena tergantung pada kondisi eksternal saat pekerjaan tersebut dilakukan yang mempengaruhi kualitas bahan kimia pembentuk bahan peledak tersebut. Panas merupakan awal terjadinya proses dekomposisi bahan kimia pembentuk bahan peledak yang menimbulkan pembakaran, dilanjutkan dengan deflragrasi dan terakhir detonasi. Proses dekomposisi bahan peledak diuraikan sebagai berikut:

a) Pembakaran adalah reaksi permukaan yang eksotermis dan dijaga keberlangsungannya oleh panas yang dihasilkan dari reaksi itu sendiri dan produknya berupa pelepasan gas-gas. Reaksi pembakaran memerlukan unsur oksigen (O2) baik yang terdapat di alam bebas maupun dari ikatan molekuler bahan atau material yang terbakar. Untuk menghentikan kebakaran cukup dengan mengisolasi material yang terbakar dari oksigen. Contoh reaksi minyak disel (diesel oil) yang terbakar sebagai berikut:
CH3(CH2)10CH3 + 18½ O2 ® 12 CO2 + 13 H2O

b) Deflagrasi adalah proses kimia eksotermis di mana transmisi dari reaksi dekomposisi didasarkan pada konduktivitas termal (panas). Deflagrasi merupakan fenomena reaksi permukaan yang reaksinya meningkat menjadi ledakan dan menimbulkan gelombang kejut shock wave) dengan kecepatan rambat rendah, yaitu antara 300 – 1000 m/s atau lebih rendah dari kecep suara (subsonic). Contohnya pada reaksi peledakan low explosive (black powder)sebagai bagai berikut:

+ Potassium nitrat + charcoal + sulfur
20NaNO3 + 30C + 10S ------> 6Na2CO3 + Na2SO4 + 3Na2S +14CO2 + 10CO + 10N2
+ Sodium nitrat + charcoal + sulfur
20KNO3 + 30C + 10S ------> 6K2CO3 + K2SO4 + 3K2S +14CO2 +10CO + 10N2

c) Ledakan, menurut Berthelot, adalah ekspansi seketika yang cepat dari gas menjadi bervolume lebih besar dari sebelumnya diiringi suara keras dan efek mekanis yang merusak. Dari definisi tersebut dapat tersirat bahwa ledakan tidak melibatkan reaksi kimia, tapi kemunculannya disebabkan oleh transfer energi ke gerakan massa yang menimbulkan efek mekanis merusak disertai panas dan bunyi yang keras. Contoh ledakan antara lain balon karet ditiup terus akhirnya meledak, tangki BBM terkena panas terus menerus bisa meledak, dan lain-lain.

d) Detonasi adalah proses kimia-fisika yang mempunyai kecepatan reaksi sangat tinggi, sehingga menghasilkan gas dan temperature sangat besar yang semuanya membangun ekspansi gaya yang sangat besar pula. Kecepatan reaksi yang sangat tinggi tersebut menyebarkan tekanan panas ke seluruh zona peledakan dalam bentuk gelombang tekan kejut (shock compression wave) dan proses ini berlangsung terus menerus untuk membebaskan energi hingga berakhir dengan ekspansi hasil reaksinya. Kecepatan rambat reaksi pada proses detonasi ini berkisar antara 3000 – 7500 m/s. Contoh kecepatan reaksi ANFO sekitar 4500 m/s. Sementara itu shock compression wave mempunyai daya dorong sangat tinggi dan mampu merobek retakan yang sudah ada sebelumnya menjadi retakan yang lebih besar. Disamping itu shock wave dapat menimbulkan symphatetic detonation, oleh sebab itu peranannya sangat penting di dalam menentukan jarak aman (safety distance) antar lubang. Contoh proses detonasi terjadi pada jenis bahan peledakan antara lain:

+ TNT : C7H5N3O6 ------> 1,75 CO2 + 2,5 H2O + 1,5 N2 + 5,25 C
+ ANFO : 3 NH4NO3 + CH2 ------> CO2 + 7 H2O + 3 N2
+ NG : C3H5N3O9 ------> 3 CO2 + 2,5 H2O + 1,5 N2 + 0,25 O2
+ NG + AN : 2 C3H5N3O9 + NH4NO3 ------> 6 CO2 + 7 H2O + 4 N4 + O2

Dengan mengenal reaksi kimia pada peledakan diharapkan peserta akan lebih hati-hati dalam menangani bahan peledak kimia dan mengetahui nama-nama gas hasil peledakan dan bahayanya.

3. Klasifikasi bahan peledak

Bahan peledak diklasifikasikan berdasarkan sumber energinya menjadi bahan peledak mekanik, kimia dan nuklir. Karena pemakaian bahan peledak dari sumber kimia lebih luas dibanding dari sumber energi lainnya, maka pengklasifikasian bahan peledak kimia lebih intensif diperkenalkan. Pertimbangan pemakaiannya antara lain, harga relatif murah, penanganan teknis lebih mudah, lebih banyak variasi waktu tunda (delay time) dan dibanding nuklir tingkat bahayanya lebih rendah. Bahan peledak permissible dalam klasifikasi di atas perlu dikoreksi karena tidak semua merupakan bahan peledak lemah. Bahan peledak permissible digunakan khusus untuk memberaikan batubara ditambang batubara bawah tanah dan jenisnya adalah blasting agent yang tergolong bahan peledak kuat.

Sampai saat ini terdapat berbagai cara pengklasifikasian bahan peledak kimia, namun pada umumnya kecepatan reaksi merupakan dasar pengklasifikasian tersebut.

Perencanaan jalan tambang

. PENDAHULUAN
Setiap operasi penambangan memerlukan jalan tambang sebagai sarana infrastruktur yang vital di dalam lokasi penambangan dan sekitar-nya. Jalan tambang berfungsi sebagai penghubung lokasi-lokasi penting, antara lain lokasi tambang dengan area crushing plant, pengolahan bahan galian, perkantoran, perumahan karyawan dan tempat-tempat lain di wilayah penambangan.

Konstruksi jalan tambang secara garis besar sama dengan jalan angkut di kota. Perbedaan yang khas terletak pada permukaan jalannya (road surface) yang jarang sekali dilapisi oleh aspal atau beton seperti pada jalan angkut di kota, karena jalan tambang sering dilalui oleh peralatan mekanis yang memakai crawler track, misalnya bulldozer, excavator, crawler rock drill (CRD), track loader dan sebagainya. Untuk membuat jalan angkut tambang diperlukan bermacam-macam alat mekanis, antara lain:

bulldozer yang berfungsi antara lain untuk pembersihan lahan dan pembabatan, perintisan badan jalan, potong-timbun, perataan dll;
alat garu (roater atau ripper) untuk membantu pembabatan dan meng-atasi batuan yang agak keras;
alat muat untuk memuat hasil galian yang volumenya besar;
alat angkut untuk mengangkut hasil galian tanah yang tidak diperlukan dan membuangnya di lokasi penimbunan;
motor grader untuk meratakan dan merawat jalan angkut;
alat gilas untuk memadatkan dan mempertinggi daya dukung jalan;


Seperti halnya jalan angkut di kota, jalan angkut di tambang pun harus dilengkapi penyaliran (drainage) yang ukurannya memadai. Sistem penyaliran harus mampu menampung air hujan pada kondisi curah hujan yang tinggi dan harus mampu pula mengatasi luncuran partikelpartikel kerikil atau tanah pelapis permukaan jalan yang terseret arus air hujan menuju penyaliran.

Apabila jalan tambang melalui sungai atau parit, maka harus dibuat jembatan yang konstruksinya mengikuti persyaratan yang biasa diterapkan pada konstruksi jembatan umum di jalan kota. Parit yang dilalui jalan tambang mungkin dapat diatasi dengan pemasangan gorong-gorong (culvert), kemudian dilapisi oleh campuran tanah dan batu sampai pada ketinggian jalan yang dikehendaki.

2. GEOMETRI JALAN ANGKUT
Fungsi utama jalan angkut secara umum adalah untuk menunjang kelancaran operasi penambangan terutama dalam kegiatan pengangkutan. Medan berat yang mungkin terdapat disepanjang rute jalan tambang harus diatasi dengan mengubah rancangan jalan untuk meningkatkan aspek manfaat dan keselamatan kerja. Apabila perlu dibuat terowongan (tunnel) atau jembatan, maka cara pembuatan dan konstruksinya harus mengikuti aturan-aturan teknik sipil yang berlaku. Lajur jalan di dalam terowongan atau jembatan umumnya cukup satu dan alat angkut atau kendaraan yang akan melewatinya masuk secara bergantian. Pada kedua pintu terowongan ditugaskan penjaga (Satpam) yang mengatur kendaraan masuk secara bergiliran, terutama bila terowongan cukup panjang.

Geometri jalan angkut yang harus diperhatikan sama seperti jalan raya pada umumnya, yaitu:
(1) lebar jalan angkut,
(2) jari-jari tikungan dan super- elevasi,
(3) kemiringan jalan, dan
(4) cross slope.

Alat angkut atau truk-truk tambang umumnya berdimensi lebih lebar, panjang dan lebih berat dibanding kendaraan angkut yang bergerak di jalan raya. Oleh sebab itu, geometri jalan harus sesuai dengan dimensi alat angkut yang digunakan agar alat angkut tersebut dapat bergerak leluasa pada kecepatan normal dan aman.

2.1. LEBAR JALAN ANGKUT
Jalan angkut yang lebar diharapkan akan membuat lalulintas pengangkutan lancar dan aman. Namun, karena keterbatasan dan kesulitan yang muncul di lapangan, maka lebar jalan minimum harus diperhitungan dengan cermat. Perhitungan lebar jalan angkut yang lurus dan belok (tikungan) berbeda, karena pada posisi membelok kendaraan akan membutuhkan ruang gerak yang lebih lebar akibat jejak ban depan dan belakang yang ditinggalkan di atas jalan melebar. Disamping itu, perhitungan lebar jalan pun harus mempertimbangkan jumlah lajur, yaitu lajur tunggal untuk jalan satu arah atau lajur ganda untuk jalan dua arah.

Lebar jalan angkut pada jalan lurus
Lebar jalan minimum pada jalan lurus dengan lajur ganda atau lebih, menurut Aasho Manual Rural High Way Design, harus ditambah dengan setengah lebar alat angkut pada bagian tepi kiri dan kanan jalan (lihat Gambar 1). Dari ketentuan tersebut dapat digunakan cara sederhana untuk menentukan lebar jalan angkut minimum, yaitu menggunakan rule of thumb atau angka perkiraan seperti terlihat pada Tabel 1, dengan pengertian bahwa lebar alat angkut sama dengan lebar lajur.
Tabel 1
Lebar Jalan Angkut Minimum
Dari kolom perhitungan pada Tabel 1 dapat ditetapkan rumus lebar jalan angkut minimum pada jalan lurus. Seandainya lebar kendaraan dan jumlah lajur yang direncanakan masing-masing adalah Wt dan n, maka lebar jalan angkut pada jalan lurus dapat dirumuskan sebagai
berikut:
L min = n.Wt + (n + 1) (½.Wt)………………………….(1)
di mana :
L min = lebar jalan angkut minimum, m
n = jumlah lajur
Wt = lebar alat angkut, m

Dengan demikian, apabila lebar truck 773D-Caterpillar antara dua kaca spion kiri-kanan 5,076 m, maka lebar jalan lurus minimum dengan lajur ganda adalah sebagai berikut:
L min = n.Wt + (n + 1) (½.Wt)
= 2 (5,076) + (3) (½ x 5,076)
= 17,77 m ˜ 18 m
Lebar jalan angkut pada belokan
Lebar jalan angkut pada belokan atau tikungan selalu lebih besar daripada lebar jalan lurus. Untuk lajur ganda, maka lebar jalan minimum pada belokan didasarkan atas:
• Lebar jejak ban;
• Lebar juntai atau tonjolan (overhang) alat angkut bagian depan dan belakang pada saat membelok;
• Jarak antar alat angkut atau kendaraan pada saat bersimpangan;
• Jarak dari kedua tepi jalan.

Dengan menggunakan ilustrasi pada Gambar 2 dapat dihitung lebar jalan minimum pada belokan, yaitu seperti terlihat di bawah ini:
di mana :

Wmin= lebar jalan angkut minimum pada belokan, m
U = lebar jejak roda (center to center tires), m
Fa = lebar juntai (overhang) depan, m
Fb = lebar juntai belakang, m
Z = lebar bagian tepi jalan, m
C = jarak antar kendaraan (total lateral clearance), m

Misalnya akan dihitung lebar jalan membelok untuk dua lajur truck 773D-Caterpillar. Lebar sebuah ban pada kondisi bermuatan dan bergerak pada jalan lurus adalah 0,70 m. Jarak antara dua pusat ban 3,30 m. Pada saat membelok meninggalkan jejak di atas jalan selebar 0,80 m untuk ban depan dan 1,65 m untuk ban belakang. Bila jarak antar truck sekitar 4,50 m, maka lebar jalan membelok adalah sebagai berikut:

2.2. JARI–JARI TIKUNGAN DAN SUPERELEVASI
Pada saat kendaraan melalui tikungan atau belokan dengan kecepatan tertentu akan menerima gaya sentrifugal yang menyebabkan kendaraan tidak stabil. Untuk mengimbangi gaya sentrifugal tersebut, perlu dibuat suatu kemiringan melintang ke arah titik pusat tikungan yang disebut superelevasi (e). Gaya gesek (friksi) melintang yang cukup berarti antara ban dengan permukaan jalan akan terjadi pada daerah superelevasi. Implementasi matematisnya berupa koefisien gesek melintang (f) yang merupakan per-bandingan antara besar gaya gesek melintang dengan gaya normal.

• Jari-jari tikungan
Jari-jari tikungan jalan angkut berhubungan dengan konstruksi alat angkut yang digunakan, khususnya jarak horizontal antara poros roda depan dan belakang. Gambar 3 memperlihatkan jari-jari lingkaran yang dijalani oleh roda belakang dan roda depan berpotongan di pusat C dengan besar sudut sama dengan sudut penyimpangan roda depan. Dengan demikian jari-jari belokan dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut:

di mana :
R = jari-jari belokan jalan angkut, m
W = jarak poros roda depan dan belakang, m
ß = sudut penyimpangan roda depan, °
Namun, rumus di atas merupakan perhitungan matematis untuk mendapatkan lengkungan
belokan jalan tanpa mempertimbangkan faktor-faktor kecepatan alat angkut, gesekan roda ban
dengan permukaan jalan dan superelevasi. Apabila ketiga faktor tersebut diperhitungkan,
maka rumus jari-jari tikungan menjadi sebagai berikut:Di mana V, e, f dan D masing-masing adalah kecepatan (km/jam), super-elevasi (%), koefisien gesek melintang dan besar derajat lengkung. Agar terhindar dari kemungkinan kecelakaan, maka untuk kecepatan tertentu dapat dihitung jari-jari minimum untuk superelevasi maksimum dan koefisien gesek maksimum.

VR adalah kecepatan kendaraan rencana dan hubungannya emak dan fmak terlihat pada Gambar 4, dimana titik-titik 1, 2 dan 3 pada kurva tersebut adalah harga emak 6%, 8% dan 10%. Untuk pertimbangan perencanaan, digunakan emax = 10%. Dengan menggunakan rumus (5) dapat dihitung jari-jari tikungan minimal (Rmin) untuk variasi VR dengan konstanta emax = 10% serta harga fmax sesuai kurva pada Gambar 4. Hasil perhitungan terlihat pada Tabel 2.
• Bentuk busur lengkungan pada tikungan
Badan jalan secara horizontal dapat terbagi dua bagian, yaitu: bagian yang lurus dan bagian yang melengkung. Rancangan pada kedua bagian tersebut berbeda, baik ditinjau dari konsistensi lebar jalannya maupun bentuk potongan melintangnya. Yang perlu diperhatikan dalam merancang bagian jalan yang lurus adalah harus mempunyai panjang maksimum yang dapat ditempuh dalam tempo sekitar 2,50 menit dengan pertimbangan keselamatan pengemudi akibat kelelahan. Sedangkan pada bagian yang melengkung, biasanya digunakan dua jenis rancangan, yaitu:

(a) Tikungan berbentuk lingkaran (FC)
Tikungan berbentuk lingkaran artinya bahwa diantara bentuk badan jalan yang lurus terdapat tikungan yang lengkungannya dirancang cukup dengan sebuah jari-jari saja. Bentuk tikungan FC ini biasanya dirancang untuk tikungan yang besar, sehingga tidak terjadi perubahan panjang jari-jari (R ) sampai ke bentuk jalan yang lurus berikutnya.

Komponen-komponen Tikungan “FC”

Parameter-parameter yang ditetapkan di dalam merancang tikungan FC meliputi kecepatan (km/jam), sudut ? diukur dari Gambar(°) dan jari-jari (m). Sedangkan panjang T, E dan L (lihat Gambar 5) dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut:

T = R tan ½ ?………………………….(8)
E = T tan ¼ ?…………………………..(9)
L = 0,01744 ? R…………………………(10)
Batasan yang dipakai di Indonesia dengan menggunakan tikungan bentuk lingkaran (FC) adalah sebagai berikut:
Tabel 3
Batas Tikungan Bentuk “FC”(b) Tikungan berbentuk Spiral–Lingkaran–Spiral (S-C-S)
Tikungan S-C-S dirancang apabila jari-jari lingkarannya terlalu kecil dari harga pada Tabel 3, sehingga diperlukan lengkungan peralihan. Lengkungan peralihan tersebut dinamakan “spiral” yang berfungsi sebagai penghubung antara bagian jalan yang lurus dengan bentuk lingkaran. Panjang lengkung peralihan (spiral) diperhitungkan dengan mempertimbangkan perubahan gaya sentrifugal dari nol (pada bagian lurus) sampai bentuk lingkaran yang besarnya adalah:

Harga Ls dihitung menurut rumus Modifikasi Shortt sebagai berikut:
di mana :
Ls = panjang lengkung spiral, m
VR = kecepatan rencana, km/jam
R = jari-jari lingkaran, m
C = perubahan percepatan, 0,3 – 1,0 m/det³ disarankan 0,4 m/det³
e = superelevasi, m/m

Dari Gambar 6 terlihat bahwa TS-SC atau CS-ST adalah panjang lengkung spiral atau peralihan (Ls), sedangkan SC-CS adalah lengkung lingkaran dengan jari-jari Rc (Lc). Dengan demikian panjang tikungan adalah:
Ltot = 2 Ls + Lc…………………………(13)
Parameter-parameter lain
Komponen-komponen Tikungan “S-C-S”

Xs = absis titik SC pada garis singgung jarak dari titik TS ke SC (jarak l lurus dari garis lengkung peralihan).

Ys = ordinat titik SC pada garis tegak lurus garis singgung (jarak tegak l lurus ke titik
SC pada garis lengkung peralihan).
Ts = panjang garis singgung dari titik PI ke titik TS atau ke titik ST.
TS = titik antara garis lurus (singgung) dan spiral.
SC = titik antara spiral dan lingkaran.
Es = jarak dari PI ke busur lingkaran.
?s = sudut lengkung spiral.
Rc = jari-jari lingkaran.
p = pergeseran garis singgung terhadap spiral.
k = absis dari p pada garis singgung spiral.
Rumus-rumus yang digunakan adalah:


• Superelevasi
Pada jalan yang membelok, badan jalan dimiringkan ke arah titik pusat belokan yang disebut superelevasi. Superelevasi berhubungan erat dengan jari-jari belokan, kecepatan kendaraan dan perubahan kecepatan (0,40 m/det³) seperti terlihat pada persamaan (12). Superelevasi
dicapai secara bertahap dari kemiringan normal pada bagian jalan yang lurus sampai ke kemiringan penuh (superelevasi) pada bagian jalan yang lengkung (Gambar 7).

Pada tikungan tipe S-C-S, pencapaian superelevasi dilakukan secara linear dari bentuk normal sampai titik TS kemudian awal lengkung peralihan sepanjang Ls dan akhirnya sampai pada
superelevasi penuh sepanjang Lc. Sedangkan pada tikungan tipe FC, pencapaian superelevasi dilakukan secara linear, diawali dari bagian lurus sepanjang 2/3 LS sampai dengan bagian lingkaran penuh 1/3 Ls. Metoda untuk mencapai superelevasi yaitu dengan membuat diagram superelevasi, baik untuk tikungan tipe FC maupun S-C-S seperti terlihat pada Gambar 7.a dan Gambar 7.b.

Kemiringan melintang atau kelandaian pada penampang jalan diantara tepi perkerasan luar dan sumbu jalan sepanjang lengkung peralihan disebut landai relatif. Harga landai relatif disesuaikan dengan kecepatan rencana (VR) dan jumlah lajur yang tersedia. Persamaan (22) dipakai untuk menghitung landai relatif dan Tabel 4 merupakan hasil perhitungan landai relatif dengan variasi kecepatan.


di mana :
1/m = landai relatif, %
e = superelevasi, m/m’
e n = kemiringan melintang normal, m/m’
B = lebar lajur, m
Ls = panjang lengkung peralihan, m (gunakan rumus 12)
2.3. KEMIRINGAN JALAN ANGKUT
Kemiringan jalan berhubungan langsung dengan kemampuan alat angkut baik dalam pengereman maupun dalam mengatasi tanjakan. Kemiringan jalan umumnya dinyatakan dalam persen (%). Kemiringan jalan maksimum yang dapat dilalui dengan baik oleh alat angkut truck berkisar antara 10% – 15% atau sekitar 6° – 8,50°. Akan tetapi untuk jalan naik atau turun pada lereng bukit lebih aman bila kemiringan jalan maksimum sekitar 8% (= 4,50°). Tabel 5 memperlihatkan kemiringan atau kelandaian maksimum pada kecepatan truck yang bermuatan penuh di jalan raya mampu bergerak dengan kecepatan tidak kurang dari separuh kecepatan semula tanpa harus menggunakan gigi rendah.

Pada jalan mendaki juga diperlukan adanya panjang kemiringan (kelandaian) kritis, yaitu suatu jarak maksimum agar pengurangan kecepatan kendaraan tidak lebih dari separuh VR. Lama perjalanan pada jarak kritis tidak lebih dari 1 menit
2.4. CROSS SLOPE
Cross slope adalah sudut yang dibentuk oleh dua sisi permukaan jalan terhadap bidang horizontal. Pada umumnya jalan angkut mem-punyai bentuk penampang melintang cembung (lihat Gambar 8). Dibuat demikian dengan tujuan untuk memperlancar penyaliran. Apabila turun hujan atau sebab lain, maka air yang ada pada permukaan jalan akan segera mengalir ke tepi jalan angkut, tidak berhenti dan mengumpul pada permukaan jalan. Hal ini penting karena air yang menggenang pada permukaan jalan angkut akan membahayakan kendaraan yang lewat dan mempercepat kerusakan jalan.Angka cross slope dinyatakan dalam perbandingan jarak vertikal (b) dan horizontal (a) dengan satuan mm/m atau m/m’ (lihat rumus 22). Jalan angkut yang baik memiliki cross slope antara 1/50 sampai 1/25 atau 20 mm/m sampai 40 mm/m.

3. PERKERASAN JALAN ANGKUT
Perkerasan jalan adalah konstruksi yang dibangun di atas lapisan tanah dasar (sub-grade) yang berfungsi untuk menopang beban lalulintas. Jenis konstruksi perkerasan jalan pada umumnya ada tiga jenis, yaitu:
(1) perkerasan lentur (flexible pavement),
(2) perkerasan kaku (rigid pavement), dan
(3) perkerasan kombinasi lentur-kaku (composite pavement).

Perkerasan jalan angkut harus cukup kuat untuk menahan berat kendaraan dan muatan yang melaluinya, dan permukaan jalannya harus dapat menahan gesekan roda kendaraan, pengaruh air permukaan atau air limpasan (run off water) dan hujan. Bila perkerasan jalan tidak kuat menahan beban kendaraan, maka jalan tersebut akan mengalami penurunan dan pergeseran, baik pada bagian perkerasan jalan itu sendiri maupun pada tanah dasarnya (sub-grade), sehingga akan menyebabkan jalan ber-gelombang, berlubang dan bahkan bisa rusak berat. Bila perkerasan permukaan jalan (road surface) rapuh terhadap gesekan ban atau aliran air, maka akan mengalami kerusakan yang pada mulanya terjadi lubang-lubang kecil, lama kelamaan menjadi besar, dan akhirnya rusak berat.

Tujuan utama perkerasan jalan angkut adalah untuk membangun dasar jalan yang mampu menahan beban pada poros roda yang diteruskan melalui lapisan fondasi, sehingga tidak melampaui daya dukung tanah dasar (sub-grade). Dengan demikian perkerasan jalan angkut dipengaruhi oleh faktor-faktor kepadatan lalulintas, sifat fisik dan mekanik bahan (material) yang digunakan, dan daya dukung tanah dasar.

3.1. EVALUASI LAPISAN TANAH DASAR (SUB-GRADE)
Daya dukung lapisan tanah dasar merupakan bagian yang sangat penting di dalam merencanakan tebal lapisan perkerasan jalan. Oleh sebab itu evaluasi lapisan sub-grade diarahkan untuk memperoleh suatu estimasi harga atau ukuran daya dukung tanah yang caranya dapat dilakukan di lapangan atau di laboratorium mekanika tanah. Faktor-faktor yang harus dipertimbangkan di dalam mengestimasi ukuran kekuatan daya dukung lapisan tanah dasar antara lain:

kadar air,
kepadatan (compaction),
perubahan kadar air selama usia pelayanan,
variabilitas tanah dasar,
ketebalan lapisan perkerasan total yang dapat diterima oleh lapisan lunak yang ada di bawah lapisan tanah dasar.


Adapun cara pengukuran daya dukung lapisan sub-grade dapat dilakukan dengan pengujian California Bearing Ratio (CBR), Parameter Elastis dan Modulus Reaksi Tanah Dasar (k). Ketiga pengujian tersebut umumnya dilaksanakan di laboratorium mekanika tanah dengan mengikuti prodesur standardisasi yang ditetapkan oleh ASTM, AASHTO, SNI dan lain-lain.

Yang sering digunakan dalam perkerasan jalan tambang adalah pengujian CBR yang dikembangkan oleh California State High-way Department. Hasil pengujian CBR di laboratorium mekanika tanah diplot ke dalam kurva CBR seperti terlihat pada Gambar 9. Hasil yang diharapkan dari kurva CBR adalah ketebalan lapisan-lapisan perkerasan di atas sub-grade sesuai dengan jenis-jenis tanah atau material yang digunakan untuk perkerasan jalan tersebut. Contoh penggunaan kurva CBR diberikan sebagai berikut:

Suatu konstruksi jalan tambang akan dibuat di atas lapisan sub-grade berjenis lempung-lanauan dengan plastisitas sedang (silty clay of medium plasticity) dengan harga CBR 5. Truck atau wheel loader yang melewati jalan tersebut mempunyai berat maksimum 40.000 lbs. Disekitar jalan terdapat banyak pasir yang agak bersih dengan harga CBR 15 yang dapat digunakan untuk lapisan diatasnya (sub-base). Diatas sub-base adalah lapisan permukaan (road surface) yang dilapisi krakal yang baik (good gravel) dengan harga CBR 80. Berapa tebal lapisan sub-base dan road surface agar daya dukung lapisan sub-grade stabil.

Jawaban:
Step A: Dari titik harga CBR lapisan sub-grade = 5 ditarik garis vertikal ke bawah hingga memotong kurva lengkung berat kendaraan 40.000 lbs. Dari titik perpotongan tersebut ditarik garis horizontal ke arah ordinat “ketebalan sub-base” dan diperoleh angka tebal 28 inci. Artinya, bahwa ketebalan permukaan jalan akhir paling tidak harus 28 inci di atas sub-grade.

Step B: Kemudian pasir bersih dengan CBR 15 dipotongkan dengan kurva lengkung berat kendaraan 40.000 lbs. Dari titik perpotongan tersebut ditarik garis horizontal ke arah ordinat “ketebalan sub-base” dan diperoleh angka tebal 14 inci. Artinya, bahwa ketebalan material pasir bersih harus tetap 14 inci di bawah permukaan jalan.

Step C: Perpotongan antara harga CBR krakal yang baik 80 dengan berat kendaraan 40.000 lbs menghasilkan ketebalan lapisan 6 inci dari ordinat “ketebalan sub-base”. Krakal yang merupakan material dipermukaan akhir jalan harus disebar-kan tetap 6 inci.

Dari contoh soal di atas diperoleh manfaat bahwa: (a) harga CBR sub-grade menentukan ketebalan total lapisan perkerasan, (b) jumlah lapisan perkeras-an jalan paling tidak ada dua lapis di atas sub-grade, dan (c) berat kendaraan berpengaruh terhadap penentuan ketebalan perkerasan. Tabel 6 memperlihatkan daya dukung beberapa material.

3.2. MATERIAL PERKERASAN
Material perkerasan yaitu material yang digunakan untuk melapisi permukaan sub-grade. Berdasarkan atas sifat dasarnya, material perkerasan diklasifikasikan menjadi empat kategori,
yaitu:
(1) material berbutir lepas;
(2) material pengikat;
(3) aspal
(4) beton semen
Pada jalan tambang jarang sekali digunakan material aspal atau beton semen karena pemanfaatan jalannya tidak terlalu lama atau selalu berpindah-pindah dalam tempo yang relatif singkat mengikuti area penambangan. Namun, di lokasi perkantoran, fasilitas kesehatan atau perumahan karyawan tetap digunakan material perkerasan dari aspal atau beton semen. Tabel 7 memperlihatkan karakteristik keempat jenis material perkerasan.

• Material berbutir
Material berbutir terdiri atas kerikil dari sungai atau agregat batuan hasil mesin pemecah batu (crusher). Distribusi ukuran butir material tersebut harus mengikuti standar baku, baik ASTM, AASHTO, NAASRA atau SNI, agardapat menghasilkan kestabilan secara mekanis dan dapat dipadatkan. Dalam proses perkerasannya dapat pula ditambahkan aditif untuk menambah kestabilan tanpa menambah kekakuan.

• Material terikat
Material terikat adalah material perkerasan yang dihasilkan dengan menambahkan semen, kapur, atau zat cair lainnya dalam jumlah tertentu untuk menghasilkan bahan yang terikat. Ikatan antar butir akan menghasilkan kuat tarik yang besar, sehingga diharapkan lapisan perkerasan dapat menahan beban kendaraan dengan baik dan berumur pakai lama.

• Aspal
Aspal adalah kombinasi bitumen dengan agregat yang dicampur, dihamparkan dan dipadatkan dalam kondisi campuran yang masih panas, sehingga terbentuk lapisan perkerasan. Kekuatan aspal diperoleh dari gesekan antara partikel-agregat, viskositas bitumen pada saat pelaksanaan perkerasan, kohesi dalam massa bitumen, dan adhesi antara bitumen dengan agregat. Adapun kegagalan perkerasan aspal yang umum terjadi adalah akibat stabilitas yang kurang sehingga terjadi deformasi permanen, atau akibat kelelahan sehingga terjadi retakan-retakan.

• Beton semen
Beton semen adalah agregat yang dicampur dengan semen PC secara basah. Lapisan beton semen dapat digunakan sebagai lapisan fondasi bawah pada perkerasan lentur dan kaku dan sebagai lapisan fondasi atas pada perkerasan kaku.

Sebagai lapisan fondasi bawah, beton semen dapat dituangkan begitu saja di atas lapisan subgrade yang jelek (poor sub-grade) tanpa digilas., Beton semen harus memiliki kuat tekan minimum 5 MPa setelah 28 hari jika menggunakan campuran abubatu (flyash) dan jika tanpa abu batu kuat tekan minimumnya 7 MPa.

Pada perkerasan kaku memang selalu menggunakan beton semen sebagai lapisan atau landasan fondasi atas. Prinsip parameter perencanaan fondasi beton didasarkan atas kuat lentur rencana 90 hari. Setelah 90 hari diestimasi bahwa kuat lentur fondasi cukup stabil pada ketebalan perkerasan yang telah diperhitungkan.

3.3. LAPISAN PERKERASAN JALAN
Seperti telah disinggung sebelumnya bahwa terdapat tiga jenis konstruksi lapisan perkerasan, yaitu lapisan perkerasan lentur, lapisan per-kerasan kaku dan lapisan perkerasan kombinasi lentur-kaku. Setiap jenis lapisan perkerasan umumnya terdiri dari 2 – 3 susunan material di atas lapisan tanah dasar (sub-grade). Lapis paling atas adalah lapis permukaan (surface course), dibawahnya adalah lapis fondasi atas (base course) dan diantara base-course dengan sub-grade adalah lapis fondasi bawah (sub-base course).

• Susunan lapisan perkerasan
Jenis-jenis susunan lapisan perkerasan yang terlah disebutkan di atas mempunyai fungsi yang berbeda-beda di dalam merespon beban yang diterimanya. Rancangan konstruksinya didasarkan atas kondisi alamiah lapisan tanah dasar, intensitas lalulintas yang akan melaluinya, faktor lingkungan dan kondisi cuaca serta air tanah. Adapun fungsi dari masingmasing lapisan dapat diuraikan sebagai berikut:

a. Lapis permukaan

Sebagai lapis perkerasan penahan beban roda yang mempunyai stabilitas tinggi untuk menahan roda selama masa pelayanan
Lapis kedap air, sehingga air hujan yang mengalir diatasnya tidak meresap kedalamnya dan tidak pula melemahkan lapisan tersebut.
Sebagai lapis aus (wearing course), artinya lapisan yang langsung menderita gesekan akibat rem kendaraan, sehingga mengakibatkan keausan ban.
Sebagai lapis yang menyebarkan beban ke lapisan bawah, sehingga dapat dipikul oleh lapisan lain yang mempunyai daya dukung lebih jelek.

b. Lapis fondasi atas

Merupakan bagian perkerasan untuk menahan gaya melintang dari beban roda dan menyebarkannya ke lapisan dibawahnya.
Sebagai lapis peresapan untuk lapisan dibawahnya.
Sebagai bantalan bagi lapis permukaan.

c. Lapis fondasi bawah

Merupakan bagian perkerasan untuk menyebarkan beban roda kendaraan ke tanah dasar.
Untuk mengurangi tebal lapisan diatasnya karena material atau bahan untuk fondasi bawah umumnya lebih murah dibanding perkerasan diatasnya, sehingga dapat
mengefisiensikan penggunaan material.
Sebagai lapis peresapan agar air tanah tidak berkumpul di fondasi.
Merupakan lapis pertama yang harus dikerjakan cepat agar dapat menutup lapisan tanah dasar dari pengaruh cuaca, atau melemahkan daya dukung tanah dasar akibat selalu menahan roda alat berat.
Mencegah partikel-partikel halus dari tanah dasar naik ke lapis fondasi.


• Lapisan perkerasan lentur

Lapisan perkerasan lentur terdiri dari 3 lapisan di atas tanah dasar, yaitu lapis fondasi bawah, lapis fondasi atas dan lapisan permukaan seperti terlihat pada Gambar 10. Dengan tiga susunan lapisan tersebut, maka jalan diharapkan memiliki karakteristik sebagai berikut:
Bersifat elastis jika menerima beban, sehingga dapat memberi kenyaman-an bagi pengguna jalan;
Pada umumnya menggunakan bahan pengikat aspal;
Seluruh lapisan ikut menanggung beban;
Penyebaran tegangan diupayakan tidak merusak lapisan tanah dasar;
Usia maksimum yang diharapkan adalah 20 tahun;
Selama usia tersebut diperlukan pemeliharaan secara berkala (routine maintenance).


Untuk memperoleh kualitas jalan yang memadai agar sesuai dengan karakteristik di atas, maka jenis material dan tebal lapisan masing-masing susunan lapisan harus diperhatikan. Tabel 8 memperlihatkan batas-batas minimum tebal lapisan perkerasan dan bahan yang digunakannya.

*) Batas 20 cm dapat diturunkan menjadi 15 cm bila fondasi bawahnya menggunakan material berbutir kasar.

• Lapisan perkerasan kaku
Lapisan perkerasan kaku maksudnya adalah lapisan permukaannya terbuat dari plat beton. Metoda perencanaan untuk menentukan tebal lapisan perkerasan didasarkan pada perkiraan sebagai berikut:

Kekuatan lapisan tanah dasar atau harga CBR atau angka Modulus Reaksi Tanah Dasar (k);
Kekuatan beton yang digunakan untuk lapisan perkerasan;
Prediksi volume dan komposisi lalulintas selama usia rencana;

Ketebalan dan kondisi lapisan fondasi bawah (sub-base) yang diperlukan untuk menopang konstruksi, lalulintas, penurunan akibat air dan perubahan volume lapisan tanah dasar serta sarana perlengkapan daya dukung permukaan yang seragam di bawah dasar beton. Terdapat dua jenis lapisan perkerasan kaku, yaitu
(1) perkerasan beton semen dan
(2) perkerasan dengan permukaan aspal.

Perkerasan beton semen didefinisikan sebagai perkerasan yang mempunyai lapisan dasar beton dari Portland Cement (PC); sedangkan perkerasan dengan permukaan aspal adalah salah satu dari jenis komposit. Adapun tipikal susunan lapisan perkerasan kaku secara umum 4. ASPEK KESELAMATAN JALAN ANGKUT
Aspek-aspek teknis yang telah diuraikan sebelumnya, di samping diarahkan untuk meraih umur layanan jalan sesuai yang direncanakan, juga harus memenuhi persyaratan keselamatan, keamanan dan kenyamanan pengemudi. Beberapa aspek keselamatan sepanjang jalan angkut yang akan diuraikan meliputi :
(1) jarak pandang yang aman,
(2) rambu-rambu pada jalan angkut,
(3) lampu penerangan, dan
(4) jalur pengelak untuk menghindari kecelakaan.

4.1. JARAK PANDANG YANG AMAN
Jarak pandang yang aman (safe sight distance) diperlukan oleh pengemudi (operator) untuk melihat ke depan secara bebas pada suatu tikungan. Jika pengemudi melihat suatu penghalang yang membahayakan, pengemudi dapat melakukan antisipasi untuk menghindari bahaya tersebut dengan aman. Jarak pandang minimum sama dengan sama dengan jarak berhenti. Jarak pandang terdiri dari (1) Jarak Pandang Henti (Jh) dan (2) Jarak Pandang Mendahului (Jd).

Jarak Pandang Henti adalah jarak minimum yang diperlukan oleh setiap pengemudi untuk menghentikan kendaraannya dengan aman begitu melihat adanya halangan di depan. Ketinggian mata pengemudi berkisar antara 4,00 – 4,90 m, sedangkan tinggi penghalang yang dapat menimbulkan kecelakaan berkisar antara 0,15 – 0,20 m diukur dari permukaan jalan. Jarak Pandang Henti berkaitan erat dengan kecepatan laju kendaraan, gesekan ban dengan jalan, waktu tanggap dan gravitasi dan dapat diformulasikan sebagai berikut:


Persamaan (23) untuk jalan datar dan (24) untuk jalan dengan kemiringan tertentu,
di mana:
VR = kecepatan rencana, km/jam
T = waktu tanggap, ditetapkan 2,50 detik
fp = koefisien gesek memanjang antara ban dengan perkerasan jalan, menurut AASHTO = 0,28 – 0,45; menurut Bina Marga = 0,35 – 0,55
L = kemiringan jalan, %Jarak pandang lengkung horizontal
Jarak pandang pengemudi pada lengkung horizontal (di tikungan) adalah pandangan bebas pengemudi dari halangan benda-benda di sisi jalan (daerah bebas samping). Daerah bebas samping adalah ruang untuk menjamin kebebasan pandang di tikungan sehingga Jh terpenuhi.

Dengan demikian, daerah bebas samping dimaksudkan untuk memberikan kemudahan pandangan di tikungan dengan membebaskan objek-objek penghalang sejauh E meter diukur dari garis tengah lajur dalam sampai objek penghalang pandangan (lihat Gambar 14 dan 15). Daerah bebas samping dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut:
(1) Jika Jh < Lt :
(2) Jika Jh > Lt :
di mana :
R = jari-jari tikungan, m
R’ = jari-jari sumbu lajur dalam, m
Jh = jarak pandang henti, m
Lt = panjang tikungan, m

Jarak pandang lengkung vertikal
Lengkung vertikal direncanakan untuk mengubah secara bertahap perubahan daru dua macam kemiringan arah memanjang jalanpada setiap lokasi yang diperlukan. Hal ini dimaksudkan untuk menyediakan Jarak Pandang Henti yang cukup demi keamanan dan kenyamanan. Lengkung
vertikal terdiri dari dua jenis, yaitu (1) Lengkung Cembung dan (2) Lengkung Cekung.

a. Lengkung vertikal cembung
Sketsa lengkung vertikal cembung dapat diilihat pada Gambar 16. Sementara pada Tabel 19., diperlihatkan ketentuan tinggi untuk lengkung cembung menurut Bina Marga (1997).
Tabel 9
Ketentuan Tinggi Untuk Jarak Pandang
Dengan menggunakan Gambar 16a dan 16b dapat ditentukan panjang lengkung parabola pada lengkung vertikal cembung sebagai berikut:
(1) Jika Jh < L :
(2) Jika Jh > L :
di mana :
L = panjang lengkung parabola, m
A = perbedaan kemiringan dua titik pengamatan, m
Jh = jarak pandang henti, m

b. Lengkung vertikal cekung
Tidak ada dasar yang dapat digunakan untuk menentukan panjang lengkung cekung vertikal ( L ), akan tetapi ada empat kriteria sebagai pertimbangan yang dapat digunakan, yaitu:

Jarak sinar lampu besar kendaraan (Gambar 17a dan 17b)
Kenyamanan pengemudi
Ketentuan drainase
Penampilan secara umum
4.2. RAMBU-RAMBU PADA JALAN
Untuk lebih menjamin menjamin keamanan sehubungan dengan di-operasikannya suatu jalan angkut, maka perlu kiranya dipasang rambu-rambu sepanjang jalan angkut tersebut terutama pada tempat-tempat yang berbahaya. Rambu-rambu dipasang untuk keselamatan:

Pengemudi dan kendaraan itu sendiri;
Binatang yang ada di sekitar jalan angkut;
Masyarakat setempat yang biasa menggunakan jalan tambang;
Kendaraan lain yang mungkin lewat pada jalan tersebut;
Tanda adanya perempatan, pertigaan, persilangan dengan jalan umum, misalnya rel keret api, dsb.


4.2.1. LAMPU PENERANGAN JALAN
Lampu penerangan perlu dipasang apabila jalan angkut akan digunakan pada malam hari. Pemasangan bisa dilakukan berdasarkan jarak maupun tingkat bahayanya. Lampu-lampu tersebut dipasang antara lain pada:

Tikungan (belokan),
Perempatan atau pertigaan jalan,
Jembatan,
Tanjakan maupun turunan yang cukup tajam.


4.2.2. JALUR PENGELAK UNTUK MENGHINDARI KECELAKAAN
Untuk menghindari kecelakaan yang mungkin terjadi karena kendaraan slip, rem blong atau sebab lain, maka pada jalur angkut perlu dibuat jalur pengelak (runaway precaution). Ditinjau dari daerah datar sepanjang jalur memanjang yang tersedia, terdapat dua cara membuat jalur pengelak. Untuk daerah yang sempit, misalnya jalan dibuat antara tebing dan jurang, maka dibuat lajur khusus untuk mengelakkan kendaraan seperti terlihat pada Gambar 19. Sedangkan Gambar 20 adalah bentuk jalur pengelak untuk daerah yang luas.

5. PENUTUP
Ketentuan-ketentuan yang sudah dipaparkan pada bab-bab terdahulu merupakan bahan pertimbangan didalam merancang jalan tambang. Ada kemungkinan pada pelaksanaan pembuatan jalan tambang harus dirancang suatu perhitungan di luar ketentuan tersebut. Misalnya dalam menentukan jari-jari tikungan minimum, di mana lebar truck tambang bisa mencapai 2 – 3 kali lipat lebar truck tronton sementara kecepatan rata-ratanya hanya berkisar 30 km/jam, maka kemungkinan terjadi penyimpangan dari yang telah ditentukan oleh Bina Marga.

Artinya adalah perhitungan rancangan jalan tambang menjadi lebih sederhana, yaitu mengutamakan jari-jari tikungan yang lebar dan aman untuk dua lajur tanpa harus mempertimbangkan secara serius kecepatan trucknya. Berbeda dengan rancangan jalan angkut yang menghubungkan daerah di luar konsesi tambang atau jalan yang dilalui oleh kendaraan umum menuju lokasi penambangan. Untuk kondisi tersebut perhitungan yang telah diuraikan sebelumnya patut dilaksanakan.

Dapat disimpulkan bahwa pada hakekatnya dalam merancang jalan angkut tambang ekuivalen dengan jalan umum dari Bina Marga. Pengalaman menunjukkan bahwa penyimpangan di dalam merancang jalan di lokasi tambang umumnya terpaksa harus dilakukan karena:

jalan tambang yang sering berpindah;
dimensi alat angkut tambang besar, penetrasi terhadap badan jalan tinggi, sementara kecepatan rendah;
areal panambangan atau pit terbatas, sementara lalulintas alat angkut padat;
jalan tambang hanya dipadatkan oleh buldozer dengan perkerasan seadanya dan tanpa lapisan permukaan permanen, sehingga perawatan menjadi sangat intensif;
akibat jalan yang selalu berubah, maka drainase jalan dibuat seperlunya.


Walaupun demikian, perhitungan untuk merancang jalan tambang tetap memperhatikan aspek keselamatan kerja pengangkutan, yaitu dengan memasang rambu-rambu dan jalur pengelak. Rambu-rambu lalulintas di jalan umum sebagian dapat diterapkan di sepanjang jalan tambang, namun ada pula rambu-rambu yang bersifat khas lokasi tambang, misalnya “Dahulukan Alat-alat Berat”, “Keep Right (Jalan disebelah kanan)”, “Gunakan Retarder”, atau rambu lain yang disesuaikan dengan situasi tambang setempat.

Pengantar kestabilan lereng


Kemantapan (stabilitas) lereng merupakan suatu faktor yang sangat penting dalam pekerjaan yang berhubungan dengan penggalian dan penimbunan tanah, batuan dan bahan galian, karena menyangkut persoalan keselamatan manusia (pekerja), keamanan peralatan serta kelancaran produksi. Keadaan ini berhubungan dengan terdapat dalam bermacam-macam jenis pekerjaan, misalnya pada pembuatan jalan, bendungan, penggalian kanal, penggalian untuk konstruksi, penambangan dan lain-lain.

Dalam operasi penambangan masalah kemantapan lereng ini akan diketemukan pada penggalian tambang terbuka, bendungan untuk cadangan air kerja, tempat penimbunan limbah buangan (tailing disposal) dan penimbunan bijih (stockyard). Apabila lereng-lereng yang terbentuk sebagai akibat dari proses penambangan (pit slope) maupun yang merupakan sarana penunjang operasi penambangan (seperti bendungan dan jalan) tidak stabil, maka akan mengganggu kegiatan produksi.

Dari keterangan diatas, dapat dipahami bahwa analisis kemantapan lereng merupakan suatu bagian yang penting untuk mencegah terjadinya gangguan terhadap kelancaran produksi maupun terjadinya bencana yang fatal. Dalam keadaan tidak terganggu (alamiah), tanah atau batuan umumnya berada dalam keadaan seimbang terhadap gaya-gaya yang timbul dari dalam. Kalau misalnya karena sesuatu sebab mengalami perubahan keseimbangan akibat pengangkatan, penurunan, penggalian, penimbunan, erosi atau aktivitas lain, maka tanah atau batuan itu akan berusaha untuk mencapai keadaaan yang baru secara alamiah. Cara ini biasanya berupa proses degradasi atau pengurangan beban, terutama dalam bentuk longsoran-longsoran atau gerakan-gerakan lain sampai tercapai keadaaan keseimbangan yang baru. Pada tanah atau batuan dalam keadaan tidak terganggu (alamiah) telah bekerja tegangan-tegangan vertikal, horisontal dan tekanan air dari pori. Ketiga hal di atas mempunyai peranan penting dalam membentuk kestabilan lereng.

Sedangkan tanah atau batuan sendiri mempunyai sifat-sifat fisik asli tertentu, seperti sudut geser dalam (angle of internal friction), gaya kohesi dan bobot isi yang juga sangat berperan dalam menentukan kekuatan tanah dan yang juga mempengaruhi kemantapan lereng. Oleh karena itu dalam usaha untuk melakukan analisis kemantapan lereng harus diketahui dengan pasti sistem tegangan yang bekerja pada tanah atau batuan dan juga sifat-sifat fisik aslinya. Dengan pengetahuan dan data tersebut kemudian dapat dilakukan analisis kelakuan tanah atau batuan tersebut jika digali atau “diganggu”. Setelah itu, bisa ditentukan geometri lereng yang diperbolehkan atau mengaplikasi cara-cara lain yang dapat membantu lereng tersebut menjadi stabil dan mantap.

Dalam menentukan kestabilan atau kemantapan lereng dikenal istilah faktor keamanan (safety factor) yang merupakan perbandingan antara gaya-gaya yang menahan gerakan terhadap gaya-gaya yang menggerakkan tanah tersebut dianggap stabil, bila dirumuskan sebagai berikut :

Faktor kemanan (F) = gaya penahan / gaya penggerak

Dimana untuk keadaan :

• F > 1,0 : lereng dalam keadaan mantap
• F = 1,0 : lereng dalam keadaan seimbnag, dan siap untuk longsor
• F < 1,0 : lereng tidak mantap

Jadi dalam menganalisis kemantapan lereng akan selalu berkaitan dengan perhitungan untuk mengetahui angka faktor keamanan dari lereng tersebut. Ada beberapa faktor yang mempengaruhi kemantapan lereng, antara lain :

• Penyebaran batuan
Penyebaran dan keragaman jenis batuan sangat berkaitan dengan kemantapan lereng, ini karena kekuatan, sifat fisik dan teknis suatu jenis batuan berbeda dengan batuan lainnya. Penyamarataan jenis batuan akan mengakibatkan kesalahan hasil analisis. Misalnya : kemiringan lereng yang terdiri dari pasir tentu akan berbeda dengan lereng yang terdiri dari lempung atau campurannya.

• Struktur geologi
Struktur geologi yang mempengaruhi kemantapan lereng dan perlu diperhatikan dalam analisis adalah struktur regional dan lokal. Struktur ini mencakup sesar, kekar, bidang perlapisan, sinklin dan antiklin, ketidakselarasan, liniasi, dll. Struktur ini sangat mempengaruhi kekuatan batuan karena umumnya merupakan bidang lemah pada batuan tersebut, dan merupakan tempat rembesan air yang mempercepat proses pelapukan.

• Morfologi
Keadaan morfologi suatu daerah akan sangat mempengaruhi kemantapan lereng didaerah tersebut. Morfologi yang terdiri dari keadaan fisik, karakteristik dan bentuk permukaan bumi, sangat menentukan laju erosi dan pengendapan yang terjadi, menent ukan arah aliran air permukaan maupun air tanah dan proses pelapukan batuan.

• Iklim
Iklim mempengaruhi temperatur dan jumlah hujan, sehingga berpengaruh pula pada proses pelapukan. Daerah tropis yang panas, lembab dengan curah hujan tinggi akan menyebabkan proses pelapukan batuan jauh lebih cepat daripada daerah sub-tropis. Karena itu ketebalan tanah di daerah tropis lebih tebal dan kekuatannya lebih rendah dari batuan segarnya.

• Tingkat pelapukan
Tingkat pelapukan mempengaruhi sifat-sifat asli dari batuan, misalnya angka kohesi, besarnya sudut geser dalam, bobot isi, dll. Semakin tinggi tingkat pelapukan, maka kekuatan batuan akan menurun.

• Hasil kerja manusia
Selain faktor alamiah, manusia juga memberikan andil yang tidak kecil. Misalnya, suatu lereng yang awalnya mantap, karena manusia menebangi pohon pelindung, pengolahan tanah yang tidak baik, saluran air yang tidak baik, penggalian / tambang, dan lainnya menyebabkan lereng tersebut menjadi tidak mantap, sehingga erosi dan longsoran mudah terjadi.

Pada dasarnya longsoran akan terjadi karena dua sebab, yaitu naiknya tegangan geser (she ar st ree s) dan menurunnya kekuatan geser (shear strenght). Adapun faktor yang dapat menaikkan tegangan geser adalah :

• Pengurangan penyanggaan lateral, antara lain karena erosi, longsoran terdahulu yang menghasilkan lereng baru dan kegiatan manusia.
• Pertambahan tegangan, antara lain karena penambahan beban, tekanan air rembesan, dan penumpukan.
• Gaya dinamik, yang disebabkan oleh gempa dan getaran lainnya.
• Pengangkatan atau penurunan regional, yang disebabkan oleh gerakan pembentukan pegunungan dan perubahan sudut kemiringan lereng.
• Pemindahan penyangga, yang disebabkan oleh pemotongan tebing oleh sungai, pelapukan dan erosi di bawah permukaan, kegiatan pertambangan dan terowongan, berkurangnya/hancurnya material dibagian dasar.
• Tegangan lateral, yang ditimbulkan oleh adanya air di rekahan serta pembekuan air, penggembungan lapisan lempung dan perpindahan sisa tegangan.

Sedangkan faktor yang mengurangi kekuatan geser adalah :

• Keadaan atau rona awal, memang sudah rendah dari awal disebabkan oleh komposisi, tekstur, struktur dan geometri lereng.
• Perubahan karena pelapukan dan reaksi kimia fisik, yang menyebabkan lempung berposi menjadi lunak, disinteggrasi batuan granular, turunnya kohesi, pengggembungan lapisan lempung, pelarutan material penyemen batuan
• Perubahan gaya antara butiran karena pengaruh kandungan air dan tekanan air pori.
• Perubahan struktur, seperti terbentuknya rekahan pada lempung yang terdapat di tebing / lereng.

Geometri Jenjang (Bench Dimension)

Sebelum mengetahui beberapa pendapat mengenai dimensi jenjang, perlu diketahui istilah pada jenjang seperti terlihat di bawah ini. Dalam penentuan gometri jenjang, beberapa hal yang dipertimbangkan, antara lain :

o Sasaran produksi harian dan tahunan
o Ukuran alat mekanis yang digunakan
o Sesuai dengan ultimate pit slope
o Sesuai dengan kriteria slope stability

Elemen-elemen suatu jenjang terdiri dari tinggi, lebar dan kemiringan yang penentuan dimensinya dipengaruhi oleh: (1) alat-alat berat yang dipakai (terutama alat gali dan angkut), (2) kondisi geologi, (3) sifat fisik batuan, (4) selektifitas pemisahan yang diharapkan antara bijih dan buangan, (5) laju produksi dan (6) iklim. Tinggi jenjang adalah jarak vertikal diantara level horisontal pada pit; lebar jenjang adalah jarak horisontal lantai tempat di mana seluruh aktifitas penggalian, pemuatan dan pengeboran-peledakan dilaksanakan; dan kemiringan jenjang adalah sudut lereng jenjang. Batas ketinggian jenjang diupayakan sesuai dertgan tipe alat muat yang dipakai agar bagian puncaknya terjangkau oleh boom alat muat. Disamping itu batas ketinggian jenjang pun harus mempertim­bangkan aspek kestabilan lereng, yaitu tidak longsor karena getaran peledakan atau akibat hujan. Tinggi pada tambang terbuka dan quarry batu andesit dan granit sekitar 15 m, sedangkan pada tambang uranium hanya sekitar 1,0 m.

Bahan Galian Industri pada Aspal


Aspal Alam :
Merupakan bitumen (campuran hidrokarbon yg dpt dilebur dan mencair dlm karbon di sulfida), berwarna hitam dgn sementasi solid/ semi solid, jk dipanaskan akan melunak dan bila dingin akan kembali solid. Aspal alam terjadi krn pengaruh tektonik thd minyak bumi, shg tjd migrasi melalui dasar dan mengimpregnasi batuan sekitar yaitu batu gamping dan batu pasir. Krn waktu fraksi ringan minyak bumi akan menguap, sedangkan yg berat membentuk aspal alam.

Aspalite :
merupakan material berwarna hitam, scr alami thd krn bitumen solid, mengkilap, pecahan konkoidal (gilsonit, grahamit, ter).

mineral wax :
merupakan material solid-semi solid, bitumen tdk mudah menguap, warna bervariasi, kilap lilin (ozokerit).

Pirobitumen :
hidrokarbon solid, warna hitam dpt dilebur dan dicairkan dlm karbon disulfida.

Aspal minyak :
Didapat dari penyulingan minyak bumi, residunya disebut aspal minyak. Aspal minyak lebih ekonomis drpd aspal alam sebab volume lebih besar.

Eksplorasi :
Dilakukan dgn seismik/elektrik

Penambangan :
Tamka, pengupasan lapisan penutup, aspalnya digali (dpt dgn peledakan)

Pengolahan :
Aspal dr tambang ---> melalui apron feeder dimasukan dlm grizzly dgn spasi 150 mm. Oversize
digiling dgn hammer mill, bersama dgn undersize disaring dgn lunang saringan 10 mm, 50 mm.

Kegunaan :
sebagai Galian pelapis, pengikat, pemeliharaan, penunjang, peningkatan pembangunan jalan.

Bahan Galian Industri pada Kaolin


Mineralogi :
Kaolin tersusun dari bahan lempung kualitas tinggi mempunyai komposisi kimia hidrous alumunium (Al2O3 2SiO2 2H2O). mineral yg masuk dlm kelompok ini adalah : kaolinit, nakrit, dikrit dan holoysit. Sebagai Galian min utama : kaolinit 80%, min pengotor : kuarsa, feldspar

Genesa :
Pembentukan kaolin ada 2 macam yaitu secara pelapukan dan altersai hydrothermal pd batuan beku feldspatik. Kaolin terjadi dari hasil pelapukan batuan kristalin asam (granit, diorit). Air panas dr dlm bumi naik ke perm melalui celah dr bat induk, mengubah feldspar, mika mjd kaolinit (alterasi hydrothermal).

Komposisi mineral pd altersai hidrotermal adalah montmorilonit dan kaolinit dgn cirri : tubuh endapan membesar ke arah bwh, makin bwh mkn miskin kandungan min asal yg masih segar. Pada proses pelapukan atau kaolin klimatik, min utamanya adalah holoysit, cirri tumbuh endapan meluas ke arah samping, makin ke bawah makin banyak dijumpai mineral asal yg msh segar.

Dari tingkat kejadianya dibedakan :
a. Kaolin residual
Jenis ini diketemukan ditempat terbentuknya bersama batuan induknya, belum mengalami perpindahan, kristal teratur, jarang terjadi substitusi ion, mineral murni
b. Kaolin sedimenter
Sudah mengalami perpindahan oleh air, angin, gletser, diendapkan dlm cekungan, kristal tdk teratur, bercampur dgn bhn lain (oksida besi, titan) lebih halus dan plastis

Penambangan :
a. tambang terbuka : pengupasan lapisan penutup (cangkul, dragline, scraper), penambangan dgn backhoe, bucket excavator
b. Tambang semprot : penambangan dgn monetor diangkut dgn pompa dan pipa dikeringkan
c. Tambang dalam : scr gophering mengikuti arah endapan

Komposisi Kimia :
SiO2 46,79%, Fe2O3 0,64%, MgO 0,11%, Na2O 0,02%, Al2O3 37,22%, TiO2 0,29%, CaO 0,05%, K2O 1,13%, hilang pijar 13,75%

Sifat fisik :
Sifat fisik filler Coating
Brightness % 82-84 82-84
< 2mikron 45-55 60-70
> 10 mikron 2,5 1,5
Moisture % 1,6 1,6
Abrassion AT 1000 Mg 10 5,5
PH 20% solid 4-5 4-5
Btk fisik Powder Powder

Pengolahan :
Untuk membuang kotoran (pasir kuarsa, oksida besi, titan, mika). Utk mendptkan uk halus, tk keputihan tinggi, kadar air, pH TTU dan sifat lainnya sesuai dgn konsumen.

Kaolin dari Tambang
Air Sluice box pasir kasar dan kotoran
Air De sliming pasir halus
Penggumpal amilum Tangki pengendap air
Filter
Pengeringan
Kaolin murni
Atau
Kaolin dari Tambang
Air Slurry
Pengayakan kasar
Siklon/klasifier kasar
Sluice box kasar
Classifier
+400 mesh -400 mesh
pulverized thickner
flotasi filter air
kotoran thickener
pemutihan
pengeringan
tepung kaolin murbi
pemanasan dlm autoclave
kaolin alpha heminidrat keras

Terdapatnya :
Di Aceh : Meulaboh, aceh barat
Sumut : tarutung, sibolga, padang
Sumbar : solok, bonjol, pasaman, sawahlunto
Jabar : manonjaya, tasik
Jateng : kab semarang
DIY : gunugn kidul
Jatim : pule , trenggalek, poh gajih
Kalsel : martapura simpang surian, banjarmasin
Kalbar: sambas, singkawang

Penggunaan Khusus :
1. Kaolin untuk batu bata tahan api
Bhn baku :
Kaolin Tanah Liat
a.SiO2 69,97 61,75
Al2O3 17,71 23,63
Fe2O3 0,52 2,3
CaO 1,69 6,09
Na2O 2,36 -
MgO - 5,68

b. Semen tahan api
c. Air

Proses Pengolahan :
a. Penyiapan bahan, dihaluskan 60 mesh dicampur dgn perbandingan ttu
b. Dicetak ukuran sesuai permintaan
c. Pengeringan (2-3 hari) diangin-anginkan dimasukan oven 110C
d. Pembakaran dlm muffle 900C
kaolin 110C kaolin 500-575C metakaolin 900-950C Al2O3-SiO2 1200-1300 3Al2O3SiO2

2. Kaolin utk semen putih/kertas
Berfungsi sebagai Pengisi dan Perakat Pelapis
Pengisi Pelapis
Derajad keputihan % 79-85,5 83
<2mikron % 30,68 71,80
>5mikron % 12-50 3-8
pH 4,5-7 4,5-7

ANALISIS KIMIA
SiO2 46,73 47,80
Al2O3 37,84 37,30
Fe2O3 0,92 –
TiO2 0,05 0,52
CaO 0,09 0,2
MgO 0,06 0,1
K2O 1,7 1,72
Na2O 0,07 0,05
LoI 12,33 12,30
Kandungan air <1% 1&
Viskositas 10-100 rpm - 500 cps
% Solid - 68-73%

3. Kaolin Untuk Industri Karet
Digunakan sebagai Galian campuran latex dpt memperbaiki kekuatan, ketahanan thd abrasi dan kekakuan
Derajad kecerahan % 76-84 83,5-85,5
Kandungan air % 1 -
<2mikron % 55-92 71-80
>5mikron% 3-25 3-8
Lolos 325 mesh % 0,02-0,3 -
Lolos 200 mesh % - 0,0005

4. Kaolin Untuk Industri Pestisida
Berfungsi sebagai Galian mineral pembawa
< 2mikron % : 87 - 92
Sisa saringan 200 mesh % : 99,5-100
Sisa saringan 325 mesh % : 99-99,9
Kandunagn air % : 1
pH : 4,5-5,5
Al2O3% : 38
SiO2% :45
Daya rekat : baik tdk ada minyak
Abrasi : rendah

5. Kaolin Untuk Industri Cat
kaolin mempunyai sifat reaktif, warna yg putih mudah diubah ke lain warna. Suspensi baik, variasi ukuran butir besar.

6. Kaolin Untuk Industri Keramik
Dapat untuk ubin, insulator (alat penyekat, refractory, gerabah)
Kimia Porselin Saniter Gerabah Hls Gerabah Ksr
Fe2O3 <0,4 <0,7 <0,8 1
TiO2 <0,3 <0,7 - -
CaO <0,8 <0,8 <0,8 <0,8
< 2 mikron >80 >80 >80 >80
Kecerahan >90 >90 >90 >90
Kadar air <5 <5 <7 <7

Desigend by : Ashar-Antek Ashar-redland.blogspot.com