Sejarah Bahan Peledak
Bahan peledak peledak telah dikenal manusia sejak sejak abad ke 13 oleh bangsa bangsa Cina jaman dinasti Sung, terutama sebagai mesiu atau serbuk hitam, yang dikenal dengan nama black powder. Roger Bacon (1242) telah menulis formula dari black powder. Berthold Schwarz (1300) juga menulis tentang black powder sebagai senjata api. Tiga abad kemudian kemudian Kasper Weindl (1627), untuk pertama pertama kalinya black powder digunakan digunakan pada operasi penambangan di Hungaria. Amerika ( 1675) membangun pabriknya di Massachusetts. Massachusetts. Selanjutnya Inggris (1689) menggunakan menggunakan bahan ini untuk penambangan penambangan timah. Begitu juga dengan Switzeland (1696) menggunakannya untuk konstruksi jalan. Sedangkan di Amerika (1705) digunakan untuk penambangan penambangan tembaga.. Perang dunia I (1917) menghabiskan sebanyak kurang lebih 115.000 ton black powder, akhirnya pada tahun 1940 1940 pemakaian black powder powder berkurang berkurang dan banyak banyak pabrik pabrik tutup, selanjutnya bahan bahan ini jarang digunakan dalam dalam dunia pertambangan dan dan diganti bahan peledak lain yang lebih aman dan ekonomis, sementara untuk keperluan militer masih dipakai sebagai mesiu (proyektil peluru).
BAHAN peledak “black “black powder” powder” terindikasi terindikasi oleh pihak pihak penyidik penyidik kepolisian kepolisian sebagai bahan peledak lemah lemah (low explosive) yang digunakan digunakan oleh pelaku teror bom untuk mengeksekusi mengeksekusi hotel JW. Marriott dan Ritz Carlton beberapa waktu lalu.
Apapun jenis dan bentuk bahan peledaknya yang jelas sifat utama bahan peledak adalah tetap berbahaya bagi keselamatan orang-orang yang berada disekitarnya dan efeknya dapat merusak dan membunuh, membunuh, apabila ditangani ditangani oleh orang-orang yang mempunyai niat untuk suatu kejahatan. Kegunaan Bahan Peledak
Bahan peledak pada dasarnya diciptakan, dibuat dan dipergunakan untuk pertahanan dan peralatan perang oleh militer. Dengan berkembangnya berkembangnya teknologi, bahan b ahan peledak juga digunakan untuk membantu operasi penambangan dan pekerjaan teknik sipil yang dikenal dengan Bahan Peledak Komersial atau Bahan Peledak Industri. Dalam dunia pertambangan bahan peledak digunakan untuk membongkar batu-batuan yang keras (tambang kuari), pemotongan bukit yang berbatu, pembuatan terowongan bawah tanah, pembuatan ruang tambang bawah tanah, terowongan terowongan bawah air, peledakan batu bara, penggalian bijih emas, perak, tembaga, besi, timah, nikel, manganese, aluminium, pekerjaan eksplorasi minyak, pembuatan jalan raya, pembuatan waduk dan saluran irigasi, pembuatan batu fondasi dan sebagainya. Seorang ahli tambang dituntut suatu keterampilan dan kehati-hatian dalam penanganan penanganan bahan peledak. Bahan peledak tidak boleh diperlakukan dengan kasar atau sembrono mengingat sifatnya yang sensitif. Selain penangannya penangannya harus hati-hati, membawa dan menyimpannya pun (handling) perlu perlakuan khusus, khusus, agar sifat sensitifnya terhindar terhindar dari pengaruh-pengaruh luar yang ekstrim, seperti kena panas, benturan, gesekan, kejatuhan benda, nyala api, petir, gelombng radio, sinyal handphone yang dapat menyebabkan bahan peledak tersebut meledak sebelum dipergunakan (premature blasting), yang akan membahayakan jiwa dan orang lain yang menyertainya.
Karena bahan peledak ini sangat berbahaya, maka tidak diperdagangkan secara bebas. Segala sesuatu yang berhubungan dengan penggunaan bahan peledak harus mempunyai izin dari pihak kepolisian (Mabes Polri), termasuk penggunaan untuk Industri Pertambangan. Bahan Peledak Kimia
(JJ .Manon, 1978), mengklasifiksikan bahan peledak berdasarkan sumber energinya menjadi bahan peledak Mekanis, Kimia dan Nuklir. Bahan peledak kimia umumnya banyak digunakan untuk pekerjaan-pekerjaan di pertambangan, karena pemakaian bahan peledak dari bahan kimia lebih l uas, murah dan aman dibandingkan dengan sumber bahan peledak lainnya. (R.L.Ash, 1962), mengklasifikasikan bahan peledak kimia berdasarkan kecepatan reaksinya menjadi bahan peledak kuat (high explosive) dan bahan peledak lemah (low explosive). Bahan peledak kuat memiliki kecepatan reaksi antara 1650-8000 meter/detik, yang mempunyai sifat detonasi (peledakan) yang menghasilkan gas, temperature dan gaya yang sangat besar dan menyebarkan tekanan panas dalam bentuk gelombang tekan kejut sebesar 50.000-4.000.000 Psi. Sedangkan bahan peledak lemah memiliki kecepatan reaksi dibawah 1650 meter/detik, mempunyai sifat pembakaran dan menghasilkan panas dan gelombang kejut dengan menghasilkan tekanan dibawah 50.000 Psi, umumnya digunakan pada tambang batu bara. Pemahaman yang paling penting dari bahan peledak adalah selain merupakan bahan yang bermanfaat bagi kehidupan manusia, juga merupakan barang yang sangat berbahaya, bila ditangani oleh orang-orang yang ingin berbuat untuk suatu kejahatan termasuk teror dan ancaman bom. Bahan peledak dalam artian yang positif dapat dipandang sebagai sarana untuk menyelesaikan suatu tahapan pekerjaaan dalam industri pertambangan, teknik sipil, yaitu untuk membongkar batuan-batuan yang keras, pengambilan barang-barang logam, pembuatan terowongan, jalan raya, pembuatan bendungan dan irigasi maupun kegiatan sejenis yang tidak dapat dilakukan tanpa bantuan bahan peledak .*** PEMBORAN
1. TEORI DASAR Tujuan utama dari sistem sirkulasi pada suatu operasi pemboran adalah untuk mensirkulasikan fluida pemboran (lumpur bor) ke seluruh si 1. TEORI DASAR Tujuan utama dari sistem sirkulasi pada suatu operasi pemboran adalah untuk mensirkulasikan fluida pemboran (lumpur bor) ke seluruh sistem pemboran, sehingga lumpur bor mampu mengoptimalkan fungsinya. Sistem sirkulasi pada dasarnya terdiri dari empat komponen, yaitu :
1. Fluida pemboran (lumpur bor), 2. Tempat persiapkan , 3. Peralatan sirkulasi, dan 4. Conditioning area. 2. LUMPUR PEMBORAN (DRILLING FLUID, MUD) Fluida pemboran merupakan suatu campuran cairan dari beberapa komponen yang dapat terdiri dari : air (tawar atau asin), minyak, tanah liat (clay), bahan-bahan kimia, gas, udara, busa maupun detergent. Di lapangan fluida dikenal sebagai "lumpur" (mud). Lumpur pemboran merupakan faktor yang penting serta sangat menentukan dalam mendukung kesuksesan suatu operasi pemboran. Kecepatan pemboran, efisiensi, keselamatan dan biaya pemboran sangat tergantung pada kinerja lumpur pemboran. Fungsi lumpur dalam suatu operasi pemboran antara lain adalah sebagai berikut : 1. Mengangkat cutting ke permukaan. 2. Mendinginkan dan melumasi bit dan drill string. 3. Memberi dinding lubang bor dengan mud cake. 4. Mengontrol tekanan formasi. 5. Membawa cutting dan material-material pemberat pada suspensi bila sirkulasi lumpur dihentikan sementara. 6. Melepaskan pasir dan cutting dipermukaan. 7. Menahan sebagian berat drill pipe dan cutting (bouyancy efect). 8. Mengurangi effek negatif pada formasi. 9. Mendapatkan informasi (mud log, sampel log). 10. Media logging. 2.1. Komposisi lumpur pemboran. Komposisi lumpur pemboran ditentukan oleh kondisi lubang bor dan jenis formasi yang ditembus oleh mata bor. Ada dua hal penting dalam penentuan komposisi lumpur pemboran, yaitu :
• Semakin ringan dan encer suatu lumpur pemboran, semakin besar laju penembusannya. • Semakin berat dan kental suatu lumpur pemboran, semakin mudah untuk mengontrol kondisi dibawah permukaan separti masuknnya fluida formasi bertekanan tinggi (dikenal sebagai "kick"). Bila keadaan ini tidak dapat diatasi maka akan menyebabkan semburan liar (blowout). PEMBORAN BOSS TAMBANG
Pemboran dapat dilakukan untuk bermacam-macam tujuan : Penempatan bahan peledak ; pemercontohan (merupakan metoda sampling utama dalam eksplorasi); dalam tahap development : penirisan, test f ondasi 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 d itambang 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. GEOMETRI PELEDAKAN 3.3.2 Geometri Peledakan Geometri peledakan yang akan mempengaruhi tingkat fragmentasi batuanseperti pada gambar 3.5 Sedangkan geometri peledakan terdiri dari 1.Burden adalah jarak dari lubang tembak dengan bidang bebas yang terdekat,dan arah di mana perpindahan akan terjadi. Pada daerah ini energi ledakan adalahyang terkuat dan yang pertama kali bereaksi pada bidang bebas. Jarak burden yangbaik adalah jarak yang memungkinkan energi secara maksimal dapat bergerak keluardari kolom isian menuju bidang bebas dan dipantulkan kembali dengan kekuatanyang cukup untuk melampaui kuat tarik batuan sehingga akan terjadi penghancuran.(Gambar 3.4). Burden terlalu besarB > 40
Ǿ lubang borBurden terlalu kecilB < 40
Ǿ lubang borBurden yang baik/cukupB = 40
Ǿ lubang bor Flyrock Flyrock
Gambar 3.4Pengaruh Burden Terhadap Hasil Peledakan
2. Spasi (S) Spasi dapat diartikan sebagai jarak terdekat antara antara dua lubang tembak yang berdekatan dalam satu baris. Jarak spasi yang terlalu besar akan menghasilkanfragmentasi yang tidak baik dan dinding akhir yang ditinggalkan relatif tidak rata,sebaliknya bila spasi terlalu kecil dari jarak burden maka akan mengakibatkantekanan sekitar stemming yang lebih dan mengakibatkan gas hasil ledakandihamburkan ke atmosfer diikuti dengan suara bising (noise) 3 Stemming (T) Stemming adalah tempat material penutup di dalam lubang bor di atas kolomisian bahan peledak. Fungsi stemming adalah : 1.Meningkatkan confining pressure dari akumulasi gas hasil ledakan. 2.Menyeimbangkan tekanan di daerah stemming 3.Mengurangi gas hasil proses kimia bahan peledak 4.Mengontrol kemungkinan terjadinya airblast dan flyrock. Stemming yang pendek dapat menyebabkan pecahnya batuan pada bagianatas, tapi mengurangi fragmentasi keseluruhan karena gas hasil ledakan menujuatmosfir dengan mudah dan cepat, juga akan menyebabkan terjadinya flyrock,overbreak pada bagian permukaan dan juga akan menimbulkan airblast. .
4. Sub drilling (J) Subdrilling adalah tambahan kedalaman dari lubang bor di bawah lantai jenjang yang dibuat agar jenjang yang dihasilkan sebatas dengan lantainya dan lantaiyang dihasilkan rata. Bila jarak subdrilling
terlalu besar maka akan menghasilkanefek getaran tanah, sebaliknya bila subdrilling terlalu kecil maka akanmengakibatkan problem tonjolan pada lantai jenjang (toe) karena batuan tidak akanterpotong sebatas lantai jenjangnya 5. tinggi jenjang (L) Secara spesifik tinggi jenjang maksimum ditentukan oleh peralatan lubangbor dan alat muat yang tersedia. Ketinggian jenjang disesuaikan dengan kemampuanalat bor dan diameter lubang. Lebih tepatnya, jenjang yang rendah dipakai diameterlubang yang kecil, dan sebaliknya .6. Kedalaman lubang tembak (H) Kedalaman lubang tembak biasanya ditentukan berdasarkan kapasitasproduksi yang diinginkan dan kapasitas dari alat muat. 7. Kolom isian (PC)Panjang kolom isian adalah kedalaman lubang ledak dikurangi dengan panjang Stemming . 8. Pola peledakanPola peledakan merupakan urut-urutan waktu peledakan antara lubangtembak dalam satu baris dan antara satu dengan yang lainnya. Pola peledakanditentukan tergantung arah mana pergerakan material yang diharapkan. (Gambar3.6)Setiap baris lubang tembak yang akan diledakkan harus memilikiruang yang cukup di muka bidang bebas yang sejajar dengan lubang tembak. 9. Pengisian bahan peledak Fragmentasi batuan sangat tergantung pada jumlah bahan peledak yangdigunakan.Powder factor adalah suatu bilangan yang menyatakan berat bahanpeledak yang digunakan untuk menghancurkan batuan (kg/m3). Nilai powder factor sangat dipengaruhi oleh jumlah bidang bebas, geometri peledakan, pola peledakan,dan struktur geologi.Bila pengisian ANFO t erlalu banyak maka jarak stemming semakin kecilsehingga akan mengakibatkan terjadinya fl yrock Dan airblast,sedang bila pengisianANFO kurang maka jarak stemming semakin besar sehingga akan menyebabkan boulder dan backbreak di sekitar dinding jenjang.Untuk mendapatkan powder factor , lebih dulu mengetahui jumlah bahanpeledak yang akan digunakan untuk setiap lubang tembak a. Loading density dapat dihitung dengan menggunakan rumus : de = 0,508 De 2 (SG) .........................................................(3.3) dimana :de =loading density, kg/m De = diameter lubang tembak, inchi. SG = berat jenis bahan peledak yang digunakan.de = 0,34 De 2 (SG),untuk de dalam ( lb/ft) b. Jumlah bahan peledak yang digunakan dihitung menggunakan rumus : E = de Pc N .........................................................(3.4) Di mana : de =loading density, kg / m. Pc = panjang muatan/ panjang kolom isian lubang tembak, m.N = jumlah lubang tembak. E = jumlah bahan peledak yang digunakan, kg. 10. Powder Factor Powder factor (Pf) adalah suatu bilangan untuk menyatakan jumlah materialyang diledakkan atau dibongkar oleh bahan peledak dalam jumlah tertentu, dapatdinyatakan dalam ton/kg atau kg/ton. Untuk menghitung powder factor harus diketahui luas daerah yang diledakkan (A), tinggi jenjang
(L), panjang muatan dariseluruh lubang ledak (Pc), loading density (de), dan densitas batuan (dr). 11.Arah Peledakan Dalam suatu operasi peledakan, maka fragmentasi batuan yang dihasilkanakan dipengaruhi oleh arah peledakannya. Sedangkan arah peledakan dipengaruhioleh struktur batuan yang ada. Struktur batuan yang banyak dijumpai di lapanganbiasanya adalah kekar.Perambatan gelombang energi pada struktur batuan yang mengandung kekarsebagian dipantulkan dan sebagian diteruskan. Dengan demikian energi yangdigunakan untuk memecah batuan akan berkurang sehingga fragmentasi batuan akanmenjadi tidak seragam.Menurut R.L. Ash arah peledakan yang baik untuk menghasilkan fragmentasiyang seragam yaitu arah peledakan menuju sudut tumpul yang merupakanperpotongan antara arah umum, dengan demikian penggunaan energi bahan peledak akan lebih baik karena tidak terjadi penerobosan energi. (Gambar 3.7).Apabila arah penerobosan menuju kearah sudut runcing maka akan terjadipenerobosan energi peledakan dari bahan peledak yang melalui rekahan-rekahanyang ada. Hal ini akan mengakibatkan terjadinya pengurangan energi peledakanuntuk menghancurkan batuan, sebagai akibatnya akan terbentuk fragmentasi yangberbentuk blok-blok Gambar 3.7Arah Peledakan Menuju Sudut Tumpul
