## Optimalisasi Fragmentasi dengan Metode KUZ-RAM Pada Penambangan Batu Andesit
(Optimization of Fragmentation using the KUZ-RAM Method in Andesite Mining)
Laura Puspita Sari 1* , Faturrahmat Widodo 2 1,2 Program Studi Teknik Pertambangan, Institut Teknologi Nasional Yogyakarta
* Korespondensi E-mail: laura@itny.ac.id

## Abstrak
Kegiatan  utama  pada  suatu  penambangan  tersebut  terdiri  dari  pengupasan  lapisan  tanah  penutup, pembongkaran  dengan  peledakan  dan surface  miner ,  pemuatan  dan  pengangkutan  dari  lokasi penambangan  kelokasi  peremukan.  Penelitian  kali  ini  berfokus  pada  perencanaan  geometri peledakan  sebagai  parameter  yang  dianggap  penting  dalam  merubah  ukuran  fragmentasi  batuan hasil peledakan. Kegiatan peledakan batu andesit di tambang Batujajar 1 masih dijumpai persentasi bongkah  batuan  yang  cukup  besar.  Berdasarkan  pengamatan  dilapangan,  bongkah  batuan  yang dihasilkan dari kegiatan peledakan di kuari  tambang  Batujajar 1 adalah  sebagai berikut: burden (B) 2,4 m, spasi (S) 3,1 m, stemming (T) 1,8 m, subdrilling (J) 0 m, tinggi jenjang (L) 6 m, kedalam lubang ledak  (H)  6  m,  kolom  bahan  peledak  (Pc)  4,2  m,  bahan  ledak  sebanyak    11,07  kg/lubang.  Pola pemboran  yang  diterapkan  adalah  pola  pemboran  selang  seling  ( staggered  pattern )  dan  pola peledakan corner  cut yang  diledakan  beruntun  tiap  baris  dengan  waktu  tunda  sebesar  25  ms. Geometri yang diusulkan yaitu dengan perhitungan R.L Ash 1963. Dengan geometri peledakan usulan secara  teoritis  diperoleh  hasil  bongkahan  batuan  yang  berukuran  >  80  cm   menurut    R.L  Ash  1963 sebesar 0,18 % maka dipilh dengan teori R.L Ash 1963, didapatkan  hasil  ukuran  fragmentasi  batuan yang  berukuran  >  80  cm  adalah  sebesar 0,18 % , jumlah tersebut lebih baik dibandingkan dengan fragmentasi  batuan  aktual  yang  masih  9,11  %  ,  dengan  berkurangnya  jumlah boulder diharapkan kegiatan produksi akan berjalan dengan lebih baik .
Kata kunci: peledakan, pemboran, geometri, fragmentasi, produksi

## Abstract
The  main  activities  at  a  mining  site  consist  of  stripping  the  overburden,  unloading  by  blasting  and surface  mining,  loading  and  transporting  from  the  mining  location  to  the  crushing  location.  This research  focuses  on  blasting  geometry  planning  as  a  parameter  that  is  considered  important  in changing the size of the blasting rock fragmentation. The andesite blasting activity at the Batujajar 1 mine  still  found  a  fairly  large  percentage  of  rock  blocks.  Based  on  field  observations,  rock  blocks resulting from blasting activities in the Batujajar 1 quarry are as follows: burden (B) 2.4 m, space (S) 3.1 m, stemming (T) 1.8 m, subdrilling (J ) 0 m, height (L) 6 m, into the blast hole (H) 6 m, column of explosives (Pc) 4.2 m, explosive material as much as 11.07 kg / hole. The drilling pattern applied is a staggered pattern and corner cut blasting pattern which is blasted in a row for each line with a delay time of 25 ms. The proposed geometry is calculated by calculating RL Ash 1963. With the theoretically proposed blasting geometry the results of rock chunks measuring>  80 cm according to RL Ash 1963 are 0.18%, then selected with the 1963 RL Ash theory, the results of rock fragmentation sizes are> 80 cm  is  0.18%,  this  amount  is  better  than  the  actual  rock  fragmentation  which  is  still  9.11%,  with  the reduced number of boulders it is expected that production activities will run better.
Keywords: blasting, drilling, geometry, fragmentation, production

## 1.  Pendahuluan
Kegiatan  utama  pada  penambangan  tersebut terdiri  dari  pengupasan  lapisan  tanah  penutup, pembongkaran  dengan  peledakan  ,  pemuatan dan  pengangkutan  dari  lokasi  penambangan  ke lokasi peremukan.
Aktivitas  penambangan  menggunakan  sistem penambangan  terbuka  yang  dipengaruhi  oleh kondisi  iklim  dan  cuaca.  Pada  musim  hujan,
kegiatan penambangan akan mengalami hambatan  berupa  jalanan  yang  berlumpur  dan lubang-lubang  ledak  yang  terisi  oleh  air.  Faktor iklim  ini  berpengaruh  pada  efisiensi  waktu  dan biaya produksi penambangan .
Salah  satu  indikator  yang  mempengaruhi keberhasilan  suatu  kegiatan  peledakan  adalah target fragmentasi batuan. Ukuran fragmentasi ini akan  sangat  mempengaruhi  kegiatan  pemuatan
dan  pengkutan  serta  kinerja  dari  alat  gali  muat yang  bekerja  .  Dilokasi  tambang  Batujajar  1, distribusi  fragmentasi  batuan    hasil  peledakan masih  terdapat  batuan  hasil  peledakan  yang berukuran diatas 80cm dengan fragmentasi lebih dari  15%.  Sehingga  mengganggu  kegiatan proses  produksi  yang  terjadi  di  lapangan, sehingga boulder tersebut  membutuhkan  proses lanjutan  seperti  di  pecah  menggunaan  alat breaker . Biasanya masalah ini terjadi karena cara pembongkaran  yang  tidak  sesuai  dengan  pola pemboran dan  peledakan yang  dianjurkan,  yang dalam hal ini dapat juga karena faktor pengisian bahan peledak.
Penelitian  ini  berfokus  pada  perancangan geometri  peledakan  sebagai  parameter  yang dianggap  penting  dalam  merubah  ukuran  dari fragmentasi  batuan  oleh  karena  itu  dengan perencanaan  yang  baik  yang  mencakup,
penentuan  hasil  peledakan  (Jimeno,  1995).  jadi diperlukan pengkajian terhadap geometri peledakan  yang  optimal  agar  tujuan  dari peledakan tersebut sesuai dengan target .
Geometri  peledakan  serta  pelaksanaan  di lapangan  yang  sesuai  dengan      prosedur  maka akan  sangat  menentukan  keberhasilan  proses peledakan  sehingga  akan  diperoleh  ukuran boulder yang dibutuhkan .

## 2. Metode
Lokasi  penelitian  dilakukan  di  Desa  Selacau Kecamatan  Batujajar  Kabupaten  Bandung  Barat Provinsi Jawa Barat. Secara langsung Geografis lokasi  penelitian  terletak  antara  107°41ʼ33ʺ  - 107º41ʼ42ʺ Bujur Timur dan 6º54ʼ31ʺ - 6°54ʼ221ʺ Lintang Selatan.

## Tahapan Pembongkaran Batuan
Pada  saat  bahan  peledak  meledak,  terjadi tekanan yang sangat tinggi yang menghancurkan batuan  disekitar  lubang  ledak.  Gelombang  kejut yang  meninggalkan  lubang  ledak  merambat dengan  kecepatan  3.000  –  5.000  m/s,  akan mengakibatkan tegangan tangensial yang menimbulkan  rekahan-rekahan  radial  yang menjalar dari daerah lubang ledak.
Rekahan-rekahan  radial  pertama  terjadi  dalam waktu 1- 2 ms. (Koesnaryo, 1998)
Tekanan  pada  saat  gelombang  kejut meninggalkan  lubang  ledak  pada  proses pemecahan  batuan  pertama  adalah  positif. Apabila gelombang kejut mencapai bidang bebas maka  gelombang  kejut  akan  dipantulkan, tekanan turun dengan cepat kemudaian berubah menjadi negatif dan akan menimbulkan
Gambar 1. Lokasi penelitian
gelombang  tarik.  Gelombang  tarik  ini  merambat kembali  didalam  batuan.  Oleh  karena  itu  batuan lebih  kecil  tahanan  terhadap  tarikan  dibanding dengan  tekanan,  maka  terjadi  rekahan-rekahan awal (primary  failure  cracks) yang  disebabkan tegangan tarik dari gelombang yang dipantulkan. Apabila  tegangan  tarik  cukup  kuat  akan menyebabkan slabbing atau spalling pada bidang bebas (Koesnaryo, 1998).
Rekahan  hasil  dari  pemecahan  tahap  kedua menyediakan bidang-bidang lemah untuk memulai  reaksi-reaksi  fragmentasi  utama  pada proses peledakan.

## Fragmentasi Batuan
Menurut  R.L.  Ash  1963  dengan  adanya  tiga bidang  bebas,  kuat  tarik  batuan  dapat  dikurangi sehingga  akan  dapat  meningkatkan  jumlah retakan  dengan  syarat  lokasi  dua  bidang bebasnya mempunyai jarak yang sama terhadap lubang tembak. Arah peledakan yang baik untuk menghasilkan  fragmentasi  yang  seragam  yaitu arah  peledakan  menuju  sudut  tumpul  yang merupakan  perpotongan  antara  arah  umum, dengan  demikian  penggunaan  energi  bahan peledak  akan  lebih  baik  karena  tidak  terjadi penerobosan energi.
Berdasarkan  KUZNETZOV  1973,  ukuran fragmentasi,  TNT,  dan  struktur  geologi  batuan dapat  digunakan  untuk  mencari powder  factor . Dalam  percobaannya  pada  batuan  di  Kimberlite dengan berbagai ukuran diameter lubang tembak, pola  peledakan  dan  kecermatan  pemboran. Persamaannya  sebagai berikut :
X   =   A 63 , 0 167 , 0 8 , 0 115                E Q Q V
Keterangan :
X  =   Ukuran rata-rata fragmentasi batuan (cm) A  =   Faktor batuan (lampiran E) V  =   Volume batuan yang terbongkar (m 3 ) Q  =   Berat bahan peledak tiap lubang ledak (kg) E  = Relatif weight strenght (ANFO = 100)
Kurva  ROSIN  –  RAMMLER  secara  umum  telah diakui  sebagai  rujukan  penggambaran  tingkat fragmentasi batuan hasil peledakan.
Xc = n x / 1 ) 693 , 0 (
R  =   e - (x / Xc)n
Keterangan :
R =  Perbandingan  dari  material  yang tertinggal pada ayakan. X =   Ukuran ayakan (mesh) Xc =   X / (0,693) 1/ n n =   Indeks keseragaman
Untuk  mendapatkan  nilai  tersebut,  hasil perhitungan  dengan  persamaan  LOWNDS  yang dianalisis dan digambarkan berdasarkan persamaan  regresinya  dan  nilai  “n”  sangat tergantung  pada  ketepatan  pemboran,  nisbah burden dan  ukuran  lubang  tembak,  pola pemboran, nisbah spasi dan burden serta nisbah panjang isian dan tinggi jenjang.
n =  ( 2,2 – 14
Keterangan : d =   Diameter isian (mm) B = Burden (m) W =   Standar deviasi pemboran (m) S =   Spasi (m) L =   Tinggi jenjang (m) PC =   Kolom isian (m) Peledakan dikatakan berhasil apabila banyaknya batuan hasil peledakan (fragmentasi) lebih  besar  dari  batuan  hasil  peledakan  yang berupa  bongkahan  ( boulder ),  dimana  jumlah bongkah  batuan  yang  dihasilkan  harus  dibawah 15 %. (Mc. Gregor, 1967).
Ukuran  rata-rata  fragmentasi  batuan  dan persentase  material  hasil split  desktop yang dianggap sebagai hasil aktual akan dibandingkan dengan hasil perhitungan teoritis KUZ-RAM 1973, agar  dapat  diperoleh  perbandingan  antara kondisi aktual dan teori usulan. (Cunningham,1983)

## 3.  Hasil dan Pembahasan
Untuk  mendapatkan  fragmentasi  ukuran boulder berukuran  80  cm  dengan  persentase tertahan < 15%. Pada bab ini akan dibahas hasil pengamatan  dari  kegiatan  pembongkaran  batu andesit menggunakan pemboran dan peledakan. Geometri peledakan merupakan suatu rancangan  yang diterapkan pada suatu kegiatan peledakan  meliputi burden, spasi ,  stemming, subdrilling,  Power  column ,  tinggi  jenjang  dan kedalaman lubang ledak.
Gambar 2. Hasil analisis fragmentasi Software split dekstop
Gambar 7. Hasil analisis menggunakan Split Desktop
Dalam menghasilkan hasil fragmentasi yang baik  pada  pemboran  selang-seling  yang diterapkan dilapangan sudah sesuai dengan teori. Mengingat  tingginya  fragmentasi  batuan  dilokasi penambangan  maka  perlu  dilakukan  pengkajian ulang  terhadap  faktor-faktor  yang  berpengaruh pada  hasil  peledakan  di  lapangan  yang menyebabkan  banyaknya  bongkahan  batuan yang dihasilkan, yaitu berupa geometri peledakan,  pola  dan  arah  peledakan  serta pemakaian bahan peledak
Pada  perhitungan  gometri  peledakan  untuk perbaikan  fragmentasi  batuan  digunakan  teori yang dipaparkan dan juga sesuai dengan kondisi dilapangan  dan  dengan  ANFO  sebagai  bahan peledak,  menerapkan  koreksi  dari  beberapa faktor  yang  tidak  dapat  dikendalikan  seperti densitas  batuan,  struktur  geologi  batuan,  serta yang  tetap  pada  nilai  konstanta  pada  geometri
peledakan.  Maka  diusulkan  geometri  peledakan dengan menggunakan teori R.L, Ash  (Tabel 1).
Pengaruh  geometri  peledakan  terhadap fragmentasi  batuan  hasil  peledakan  adalah semakin  besar  geometri  peledakan  maka semakin  besar  pula  fragmentasi  batuan  hasil peledakan  yang  dihasilkan  sebaliknya,  semakin kecil  geometri  peledakan  maka  semakin  kecil pula fragmentasi peledakan yang dihasilkan. Hal ini terlihat pada geometri aktual di lapangan yang memiliki  burden  2,4  m  dan  spasi  3,1  m menghasilkan  fragmentasi  hasil  peledakan ukuran  >  80  cm  dengan  persentase  tertahan 9,8  %,  sedangkan  jika  menggunakan  geometri peledakan usulan dengan burden 2 m dan spasi 2,6 m menghasilkan fragmentasi hasil peledakan ukuran  >  80  cm  dengan  persentase  tertahan 0,05%.
Geometri  peledakan  yang  di  terapkan  saat ini di lokasi  yaitu burden (B) =2,4 m, spasi (S) = 3,1 m, stemming (T) = 1,8 m, subdrilling (J) = 0 m tinggi  jenjang  (L)  =  6  m,  kolom  bahan  peledak (PC)  =  4,2  m,  kedalam  lubang  ledak  (H)  =  6  m, bahan  peledak  yang  dipakai  sebanyak  11,07 kg/lubang, ternyata masih menghasilkan bongkahan  batuan  hasil  peledakan  yang  cukup besar  untuk  ukuran  >  80  cm  yaitu  dengan persentase tertahan sebesar 9,11 %. Sedangkan menggunakan Split  Desktop didapat  persentase tetahan  sebesar  19,46  %.  Sehingga  masih terdapat  banyak  bongkahan  batuan  yang berukan  >  80  cm  yang  mempengaruhi  proses produksi.
Sedangkan  batas  ekonomis boulder hasil peledakan  adalah  10  –  15  %.  Berdasarkan rekomendasi  perbaikan  geometri  peledakan dengan  melakukan  perhitungan  secara  teoritis dengan  menggunakan  persamaan Kuz-Ram 1973,  maka  dapat  diketahui  besarnya  ukuran fragmentasi batuan hasil peledakan sebesar > 80 cm didapat persentase tertahan menurut R.L Ash 1963  sebesar  3,3  %.  Maka  dapat  dilihat  hasil fragmentasi  batuan  <  15  %  dan  yang  lebih optimal  untuk  geometri  usulan  menggunakan teori  usulan  menurut  R.L  Ash    1963  untuk perusahaan.
Tabel 1.Perbandingan Geometri & Fragmentasi Hasil peledakan Geometri Peledakan Aktual Rata-rata Menurut R.L Ash 1963 Usulan Diameter Lubang (De) 2,5 inchi 2,5 inchi  2,5 inchi Burden (B) 2,4 m 1,5 m 2 m Spasi (S) 3,1 m 1,7 m 2,6 m Tinggi Jenjang (L) 6 m 6 m 6 m Kedalaman (H) 6 m 6 m 6 m Subdrilling (J) 0 m 0 m 0 m Stemming (T) 1,8 m 1,05 m 2 m Panjang Kolom (PC) 4,2 m 4,95 m 4 m

## 4.  Kesimpulan
Rancangan  perbaikan  geometri  peledakan yang  diusulkan  menggunakaan  teori  usulan  R.L Ash untuk mendapatkan hasil fragmentasi batuan yang  optimal  maka  dilakukan  perubahan burden (B) = 1,5 m, spasi (S) = 1,7 m stemming (T) = 1,5 m, subdrilling (J) = 0 m, tinggi jenjang (L) = 6 m dan  kolom  isian  (PC)  =  4,95  m.  Maka  geometri peledakan yang diusulkan.

## Ucapan Terimakasih
Dalam  kesempatan  ini  penulis  mengucapkan banyak  terimakasih  kepada  Program  Studi Teknik Pertambangan atas dukungan yang telah diberikan dalam penelitian ini.

## Daftar Pustaka
Ash,  R.L.  1963. The  Mechanics  Of  Rock Breakage, Standars For Blasting Design, Pit and Quarry.
Bemmelen  Van,  R.W.  1949. The  Geology  of Indonesia . Martinus Nyhoff, Netherland: The Haque.
Bienewski  Z.T, Engineering  Rock  Mass Classification ,  Jhon  Wiley  and  Sons,
Canada.
Brown E.T. 1981, Rock Charaterization Testing and Monitoring ISRM Suggested Methods , Pergamon Press, Oxford. Cunningham,  C.V.B,  1983, The  Kuz-Ram Model  For  Prediction  of  Fragmentation From  Blasting ,  Symposium  on  Rock Fragmentation by Blasting, Sweden.
Franklin,  J  A  &  Monrice,  B.  Desseaulf  1989,
Rock Engineering , Mc Graw Hill International Edition, Inc. Hamilton,  W.  1979. Tectonics  of  the
Indonesian Region . U.S. Geological survey professional paper: 1078.
Hemphil,  G.B  1981, Blasting  Operation ,  First Edition, Mc Graw Hill Inc., New York.
Jimeno, C.L 1995, Drilling And Blasting of Rock , A.A  Balkema,  Roterdam.  Konya,  C.J  and Walter,  E.J  1990, Surface  Blast  Design , Prentice  Hall,  Engelwood,  Cliffs,  New Jersey.
Katili,  J.A.,  1972,  Plate  Tectonics  of  Indonesia with  Special  Reference  to  The  Sundaland Area,  Proceedings  Indonesian  Petroleum Association (IPA), 28th Annual Convention, p. 57-61.
Koesnaryo,  S  1998,  Bahan  Peledak  dan Metode  Peledakan,  Fakultas  Tambang, UPN “Veteran” Yogyakarta.
Kuznetsov,  V.M,1973. The  mean  diameter  of the  fragments  formed  by  blasting  rock, Soviet Mining Science . Mc.  Gregor,  K  1967, The  Drilling  of  Rock , CR Book Ltd , ( A Mclaren Company ), London.
Pulunggono dan Martodjojo, S. 1994. Perubahan  Tektonik  Paleogene  –  Neogene Merupakan Peristiwa Tektonik Terpenting di Jawa,  Proceeding  Geologi  dan  Geotektonik Pulau Jawa . Yogyakarta. Rai  M.A  1998, Mekanika  Batuan ,  Laboratorium Geoteknik  Pusat  Antar  Univesitas-  Ilmu Rekayasa, Institut Teknologi Bandung.