DIKTAT PERALATAN TAMBANG.pdf
-
Upload
patrick-jordy -
Category
Documents
-
view
237 -
download
0
Transcript of DIKTAT PERALATAN TAMBANG.pdf
-
8/19/2019 DIKTAT PERALATAN TAMBANG.pdf
1/202
1
BAB I
PENDAHULUAN
Secara umum, kegiatan penambangan akan mencakup kegiatan yang berhubungan
dengan penggalian, pemuatan, pengangkutan, penimbunan, pemerataan, dan pemadatan
tanah atau batuan. Dalam pelaksanaannya peralatan-peralatan mekanis akan digunakan
dengan tujuan untuk mempermudah dan meningkatkan efisiensi pekerjaan. Oleh karena
itu, pemahaman mengenai berbagai jenis peralatan mekanis yang biasa dipakai dalam
operasi penambangan beserta cara kerja dan kemampuan kerja masing-masing jenis
peralatan baik tambang terbuka maupun tambang bawah tanah sangatlah diperlukan.
Kegiatan penggalian sampai pemadatan seperti tersebut di atas secara umum diberi
nama pemindahan tanah mekanis (earth moving ) meskipun tidak terbatas hanya pada tanah
( soil ) saja, namun banyak juga berhubungan dengan batuan (rock ). Oleh karena itu alat-alat
mekanis yang akan dibahas disini bukan saja alat untuk ―melayani‖ tanah, tetapi juga
peralatan yang dapat dipakai untuk ―melayani‖ batuan ( soil ).
Yang dimaksud tanah disini adalah bagian teratas dari kulit bumi yang relatif lunak dan
tidak begitu kompak, terdiri dari material-material lepas. Sedangkan batuan adalah bagian
kulit bumi yang lebih keras dan terdiri dari kumpulan mineral-mineral. Menurut skala
kekuatan batuan utuh (intact rock ), tanah biasanya dikategorikan sebagai material yang
mempunyai nilai kuat tekan (UCS) lebih kecil dari 1 MPa. Karena perbedaan kekuatan dari
material yang akan digali, maka untuk keperluan praktis penggalian sering dilakukan
penggolongan-penggolongan sebagai berikut :
Soft atau easy digging : tanah penutup (soil), pasir , sandyclay, clayey sand.
Medium hard digging : lempung, batuan lapuk
Very hard digging atau rock : diperlukan peledakan sebelum dapat digali.
Selain untuk keperluan praktis penggalian, macam-macam material tersebut juga harus
diperhatikan karena dapat berpengaruh terhadap faktor pengisian/ fill factor dan faktor
pengembangan/ swell factor yang akan berpengaruh pada pekerjaan pemuatan dan
pengangkutan.
-
8/19/2019 DIKTAT PERALATAN TAMBANG.pdf
2/202
2
BAB II
ANALISIS TEMPAT KERJA
Keadaan tempat (medan) kerja di berbagai tambang memang sangat bervariasi, baik
keadaan fisik, prasarana (infrastructure) maupun sarana atau fasilitasnya. Oleh karena itu
untuk dapat membuat rencana kerja yang realistis, rapi dan teratur, maka keadaan lapangan
(tempat/medan) kerjanya harus dipelajari dan diamati dengan teliti. Komponen-komponen
tempat (medan) kerja yang perlu diperhatikan dan dicatat dalam rangka melakukan analisis
tempat kerja adalah :
2.1 Jalan dan Sarana Pengangkutan yang ada (Accessibility & Transportation )
Yang harus diamati dan dicatat di lapangan adalah berbagai alternatif cara
pengangkutan yang dapat diterapkan untuk mengangkut alat-alat mekanis dan logistik
( supply) ke tempat kerja. Ada beberapa alternatif yaitu :
Tempat kerja dilalui atau dekat dengan jalan umum yang sudah ada.
Tempat kerja dilalui atau dekat jalur kereta api (KA) atau sungai besar.
Tempat kerja dekat dengan lapangan terbang atau pelabuhan.
Belum ada jalan umum ataupun jalur kereta api (KA) sehingga harus dibuat jalan
baru (pioneer road) ke jalan yang terdekat.
2.2 Tumbuh-tumbuhan (Vegetation )
Kondisi serta jenis tanaman atau pepohonan yang tumbuh di tempat kerja perlu
diteliti apakah terdiri dari hutan belukar, semak-semak, rawa-rawa, pohon-pohon besar
yang kuat akarnya, dan sebagainya. Jenis vegetasi di daerah kerja ini kemudian akan
menentukan alat-alat apa yang perlu dipakai, berapa jumlah, ukuran serta cara
membersihkannya. Selain itu perlu juga dihitung berapa lama waktu serta biaya yang
dikeluarkan untuk melakukan pekerjaan land clearing.
2.3 Jenis Material dan Perubahan Volume (Kind of Materi al and its Change of
Volume )
Setiap jenis tanah atau batuan pada dasarnya memiliki sifat-sifat fisik dan
mineralogi yang berbeda-beda. Oleh karena itu jenis material yang terdapat di suatu daerah
harus dicatat dengan tepat dan teliti. Pada dasarnya pemindahan tanah merupakan suatu pekerjaan untuk meratakan suatu daerah, maka sebaiknya volume penggalian sama dengan
-
8/19/2019 DIKTAT PERALATAN TAMBANG.pdf
3/202
3
volume penimbunan. Akan tetapi kebanyakan tanah atau batuan akan bertambah
volumenya kira-kira 30% apabila digali, dan akan berkurang kira-kira 10% apabila sudah
dipadatkan kembali pada tempat lain. Fakta tersebut perlu diperhatikan dalam pekerjaan
pemindahan tanah mekanis.
Karaktersistik dari suatu tanah sangat penting untuk diperhatikan tanah, seperti
kering atau basah, lengket atau tidak, keras atau lunak, dan sebagainya. Perbedaan
karakteristik suatu tanah akan memberikan perbedaan terhadap hasil kerja alat-alat yang
dipakai dan lamanya pekerjaan harus dilakukan. Tanah atau batuan yang keras akan lebih
sukar dikoyak (ripped ), digali (dug ) atau dikupas ( stripped ). Hal ini tentu akan
menurunkan produksi alat mekanis yang dipergunakan.
Nilai kekerasan tanah atau batuan biasanya diukur dengan menggunakan ripper
meter atau seismic test meter dimana satuannya adalah m/det, yaitu sesuai dengan satuan
untuk kecepatan gelombang seismik pada batuan. Tanah yang banyak mengandung humus
dan subur harus dipisahkan, sehingga di kemudian hari dapat dipakai untuk menutupi
tempat penimbunan agar daerah tersebut dapat segera ditanami dimana kegiatan ini dikenal
dengan istilah reklamasi.
2.4 Daya Dukung Material (Bear ing Capacity )
Daya dukung material adalah kemampuan material untuk mendukung alat yang
terletak di atasnya. Apabila suatu alat berada di atas tanah atau batuan, maka alat tersebut
akan menyebabkan terjadinya daya tekan ( ground pressure), sedangkan tanah atau batuan
itu akan memberikan reaksi atau perlawanan yang disebut daya dukung material (bearing
capacity ). Bila daya tekan lebih besar daripada daya dukung materialnya, maka alat
tersebut akan terbenam. Nilai daya dukung tanah dapat diketahui dengan cara pengukuran
langsung di lapangan, Alat yang biasa digunakan untuk menentukan atau mengukur daya
dukung material disebut cone penetrometer .
2.5 Iklim (Climate )
Di Indonesia hanya dikenal dua musim, yaitu musim hujan dan musim kering.
Musim hujan seringkali menyebabkan pekerjaan terhambat dan hari kerja menjadi pendek.
Bila hujan sangat lebat maka tanah kebanyakan menjadi basah dan lengket, sehingga alat-
alat tidak dapat bekerja dengan baik (terhambat) dan perlu dibuatkan sistem penirisan
(drainage system) yang baik. Sebaliknya pada musim panas (kemarau) akan timbul banyak
-
8/19/2019 DIKTAT PERALATAN TAMBANG.pdf
4/202
4
debu. Selain itu, suhu panas atau dingin yang berlebihan juga akan mengurangi efisiensi
masin-mesin yang dipergunakan.
2.6 Ketinggian dari Permukaan Air Laut (Altitude / Elevation )
Yang sangat terpengaruh disini adalah kemampuan mesin-mesin yang dipakai,
karena kerapatan udara semakin rendah pada ketinggian yang besar. Fakta di lapangan
menyatakan bahwa tenaga diesel yang hilang karena semakin tingginya tempat kerja dari
permukaan air laut adalah 3% setiap naik 1000 ft. Ini akan menyebabkan turunnya
produksi alat serta menambah ongkos penggalian untuk tiap satuan atau berat.
2.7 Kemiringan, Jarak dan Keadaan Jalan (Haul Road Conditions )
Keadaan jalan yang akan dilalui sangat mempengaruhi daya angkut alat-alat angkut
yang dipakai. Bila jalur jalan baik, kapasitas angkut dapat besar karena alat-alat angkut
dapat bergerak lebih cepat. Kemiringan dan jarak harus diukur dengan teliti, karena hal
tersebut akan menentukan waktu yang diperlukan untuk pengangkutan material tersebut
(cycle time). Kecerobohan dalam menentukan kemiringan, jarak dan kondisi jalan (lebar
dan kekuatannya) akan menurunkan jumlah material yang dapat diangkut dan menambah
ongkos pengangkutan.
2.8 Efisiensi Kerja (Operating Eff iciency )
Pekerja atau mesin tidak mungkin bekerja penuh selama 60 menit dalam satu jam,
karena hambatan-hambatan kecil akan selalu terjadi, misalnya : menunggu alat,
pemeliharaan dan pelumasan mesin-mesin ( service & adjustment ), dll. Hambatan-
hambatan ini perlu dibedakan dari hambatan-hambatan karena kerusakan alat-alat atau
pengaruh iklim. Efisiensi kerja adalah perbandingan antara waktu produktif dengan waktu
kerja yang tersedia. Menurut pengalaman di lapangan, efisiensi kerja jarang-jarang dapat
mencapai lebih dari 83%.
2.9 Syarat-syarat Penyelesaian Pekerjaan (F in ishing Specifi cations )
Sebelum pekerjaan dianggap selesai biasanya terdapat syarat-syarat tertentu yang
harus dipenuhi terlebih dahulu. Misalnya di tempat-tempat tertentu harus ditanami pohon,
bunga atau rumput. Atau di tempat lain syarat yang diminta adalah pemasangan pagar atau
memberi kerikil pada jalan-jalannya. Pekerjaan tambahan tersebut jelas menambah waktu
kerja, peralatan, dan ongkos.
-
8/19/2019 DIKTAT PERALATAN TAMBANG.pdf
5/202
5
2.10 Syarat-syarat Penimbunan (F il l Specifications )
Timbunan mungkin perlu diratakan dan dipadatkan dengan alat-alat khusus dan
harus dilakukan pada kelembaban tertentu agar tidak mudah terjadi amblesan ( surface
subsidence) serta kemantapan lerengnya ( slope stability) terjamin. Mungkin juga timbunanitu diminta harus rapih dan dapat segera ditanami serta diberi pagar di tempat-tempat
tertentu, atau harus memiliki kemiringan tertentu. Hal ini akan menambah waktu kerja,
peralatan dan ongkos, oleh karena itu harus pula diperhitungkan dengan teliti.
2.11 Waktu (Time Element )
Pekerjaan pemindahan tanah umumnya harus diselesaikan dalam jangka waktu
yang sudah ditetapkan. Oleh sebab itu kapasitas harian yang sudah ditentukan harus
dipenuhi. Untuk itu diperlukan pengetahuan dan data yang cukup lengkap untuk
memperkirakan kemampuan alat-alat yang akan dipakai, sehingga jumlahnya cukup untuk
memenuhi kapasitas harian itu. Bila pekerjaan pemindahan tanah itu dikontrakkan, maka
bila pekerjaan selesai sebelum batas waktu yang telah disetujui, kontraktor berhak
menerima premi. Sebaliknya kalau terlambat, maka kontraktor harus membayar ganti rugi
( penalty).
2.12 Ongkos-ongkos Produksi (Production Costs )
Ongkos-ongkos produksi yang harus diperhitungkan adalah :
a. Ongkos tetap
Contoh : asuransi, depresiasi, pajak, dan bunga pinjaman.
b. Ongkos operasi
Contoh : upah pengemudi, ongkos pemeliharaan, dan pembetulan alat-alat,
pembelian suku cadang ( spare part ), bahan bakar dan minyak pelumas.
c. Ongkos pengawasanContoh : gaji mandor, teknisi, direksi, dan lain-lain.
d. Ongkos-ongkos lain
Contoh: overhead costs, ongkos upacara-upacara, dan jamuan untuk tamu.
-
8/19/2019 DIKTAT PERALATAN TAMBANG.pdf
6/202
6
BAB III
FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI PRODUKSI ALAT
Faktor-faktor yang langsung mempengaruhi produksi alat-alat mekanis adalah :
3.1 Tahanan Gali (Digging Resistance )
Tahanan gali adalah tahanan yang dialami oleh alat gali saat melakukan penggalian.
Gambar III.1 Ilustrasi Tahanan Gali
Tahanan ini disebabkan oleh :
Gesekan antara alat-gali dan tanah.
Pada umumnya semakin besar kelembaban dan kekasaran butiran tanah, semakin
besar pula tahanan galinya.
Kekerasan tanah yang umumnya bersifat menahan masuknya alat-gali ke dalam
tanah.
Adanya adhesi antara tanah dengan alat-gali, dan kohesi antara butiran-butiran
tanah itu sendiri.
-
8/19/2019 DIKTAT PERALATAN TAMBANG.pdf
7/202
7
Berat jenis tanah; hal ini terutama sangat berpengaruh terhadap alat-gali yang juga
berfungsi sebagai alat muat (power shovel, clam-shell, dragline)
Besarnya tahanan gali tersebut sangat sukar ditentukan angka rata-ratanya, oleh sebab itu
sebaiknya ditentukan langsung di tempat kerjanya.
3.2 Tahanan Gulir atau Tahanan Gelinding (Roll ing Resistance )
Rolling resistance, kadang-kadang disebut gesekan atau tahanan gulir, adalah
resistansi yang terjadi ketika sebuah benda bulat seperti gulungan bola atau ban pada
permukaan yang datar, kecepatan dalam gerak garis lurus stabil atau biasa diartikan
sebagai jumlah segala gaya-gaya luar (external forces) yang berlawanan dengan arah gerak
kendaraan yang berjalan di atas jalur jalan atau permukaan tanah. Hal ini disebabkan
terutama oleh deformasi obyek, deformasi permukaan, atau keduanya. Faktor tambahan
termasuk jari-jari roda, kecepatan maju, adhesi permukaan, dan relatif mikro-geser antara
permukaan kontak. Hal ini sangat tergantung pada bahan roda atau ban dan jenis tanah.
Misalnya, karet akan memberikan nilai rolling resistance yang lebih besar dari baja. Juga,
pasir di lapangan akan memberikan perlawanan lebih bergulir dari beton. Setiap kendaraan
saat bergerak secara bertahap akan melambat akibat rolling resistance termasuk dari
bantalan, tapi mobil dengan roda baja kereta berjalan pada rel baja akan gulungan jauh dari
bus massa yang sama dengan ban karet yang berjalan di aspal. Koefisien rolling resistance
umumnya jauh lebih kecil untuk ban atau bola dari koefisien gesekan geser
Gambar III .2 Ilustrasi Tahanan Gulir
Besarnya nilai tahanan gulir bergantung pada banyak hal, yang terpenting
diantaranya:
Keadaan jalan, yaitu kekerasan dan kemulusan permukaan jalan. Semakin keras dan
mulus/rata suatu jalan maka tahanan gulirnya akan semakin kecil. Macam tanah
atau material yang dipergunakan untuk konstruksi jalan tidak banyak berpengaruh.
-
8/19/2019 DIKTAT PERALATAN TAMBANG.pdf
8/202
8
Keadaan bagian kendaraan yang berhubungan langsung dengan permukaan jalan :
Jika memakai ban karet yang akan berpengaruh adalah : ukuran ban, tekanan dan
keadaan permukaan ban.
Jika memakai crawler track , maka keadaan dan macam track kurang berpengaruh,
tetapi yang lebih berpengaruh adalah keadaan jalan.
Besarnya tahanan gulir dinyatakan dalam pounds (lbs) dari tractive pull yang
diperlukan untuk menggerakkan tiap gross ton berat kendaraan beserta isinya pada jalur
jalan mendatar dengan kondisi jalur jalan tertentu. Beberapa angka tahanan gulir untuk
berbagai macam jalan dapat dilihat pada Tabel III.1 s/d Tabel III.3.
Tabel III.1 Angka-Angka Tahanan Gulir Untuk Berbagai Macam Jalan
Macam Jalan Crawler tipe Tekanan Ban Karet
lb/ton Tinggi rendah rata-rata
smooth concrete 55 35 45 40
good asphalt 60 – 70 40 – 65 50 – 60 45 – 60
hard earth, smooth, well
maintained
60 – 80 40 – 70 50 – 70 45 – 70
dirt road, average construction
road, little maintenance
70 – 100 90 –
100
80 –
100
85 – 100
dirt road, soft, rutted, poorly
maintained
80 – 110 100 –
140
70 –
100
85 – 120
earth, muddy, rutted, no
maintenance
140 – 180 180 –
220
150 –
220
165 – 210
loose sand and gravel 160 – 200 260 –
290
220 –
260
240 – 275
earth, very muddy and soft 200-240 300-400 280-340 290-370
Tabel III.2 Angka Rata-rata Tahanan Gulir Untuk Berbagai Macam Jalan
Macam JalanRR Untuk Ban Karet
lb/ton
Hard, smooth surface, well maintained 40
Firm but flexible surface, well maintained 65
Dirt road, average construction road, little maintenance 100
Dirt road, soft or rutted 150
Deep, muddy surface, or loose sand 250 – 400
-
8/19/2019 DIKTAT PERALATAN TAMBANG.pdf
9/202
9
Tabel III.3 Angka-angka Tahanan Gulir Dinyatakan Dalam Persen
Macam JalanRR (% berat kendaraan dlm lbs)
Ban Karet Crawler tinggi
Concrete, rough and dry 2 % -
Compacted dirt and gravel, well maintained,
no tire penetration
2 % -
Dry dirt, fairly compacted, slight tire
penetration
3 % -
Firm, rutted dirt, tire penetration approx 2‖ 5 % 2 %
Soft dirt fills, tire penetration approx 4‖ 8 % 4 %
Loose sand and gravel 10 % 5 %
Deeply rutted dirt, spongy base, tire
penetration approx 8‖
16 % 7 %
3.3 Tahanan Kemiringan (Grade Resistance )
Tahanan kemiringan merupakan besarnya gaya berat yang melawan atau membantu
gerak kendaraan karena kemiringan jalur jalan yang dilaluinya. Kalau jalur jalan itu naik,
disebut kemiringan positif ( plus slope), maka tahanan kemiringan atau grade resistance
(=GR) akan melawan gerak kendaraan, sehingga memperbesar tractive effort atau rimpull
yang diperlukan. Sebaliknya jika jalur itu turun, disebut kemiringan negatif (minus slope),
maka tahanan kemiringannya akan membantu gerak kendaraan, artinya mengurangi
rimpull yang dibutuhkan. Tahanan kemiringan itu terutama tergantung dari dua faktor,
yaitu :
Besarnya kemiringan yang biasanya dinyatakan dalam persen (%).
Berat kendaraan yang dinyatakan dalam gross ton
Gambar III.3 Ilustrasi Tahanan Kemiringan
-
8/19/2019 DIKTAT PERALATAN TAMBANG.pdf
10/202
10
Gambar III.4 Perbandingan Satuan Kemiringan
Besarnya nilai tahanan kemiringan pada berbagai kondisi kemiringan jalan dapat
dilihat pada tabel III.4.
Tabel III.4 Pengaruh Kemiringan Jalan Terhadap Tahanan Kemiringan
Kemiringan
(%)
GR
lb/ton
Kemiringan
(%)
GR
lb/ton
Kemiringan
(%)
GR
lb/ton
1 20.0 9 179.2 20 392.3
2 40.0 10 199.0 25 485.2
3 60.0 11 218.0 30 574.7
4 80.0 12 238.0 35 660.6
5 100.0 13 257.8 40 742.8
6 119.8 14 277.4 45 820.8
7 139.8 15 296.6 50 894.4
8 159.2
Pada tabel diatas dapat dilihat bahwa pada kemiringan < dari 15 %, nilai tahanan
gulir ± 20 lbs untuk setiap gross ton dan setiap 1 % kemiringan. Berdasarkan hal tersebut
-
8/19/2019 DIKTAT PERALATAN TAMBANG.pdf
11/202
11
maka untuk menyederhanakan perhitungan maka besarnya tahanan kemiringan rata-rata
dinyatakan dalam 20 pounds (lbs) dari rimpull atau tractive effort untuk setiap gross ton
berat kendaraan beserta isinya pada setiap kemiringan 1 %. Hal ini didukung dengan
kenyataan bahwa peralatan tambang sangat jarang yang sanggup mengatasi kemiringan >
15 %. Kalau jalur naik, maka tahanan kemiringan ini akan menambah rimpull atau tractive
effort , sedangkan kalau turun akan mengurangi rimpull atau tractive effort yang diperlukan
untuk mengatasi tahanan. Besarnya rimpull untuk mengatasi tahanan kemiringan ini harus
dijumlahkan secara aljabar dengan rimpull untuk mengatasi tahanan gulir.
3.4 Coeff icient of Traction atau Tractive Coeff icient
Adalah suatu faktor yang menunjukkan berapa bagian dari seluruh berat kendaraan
itu pada ban atau track yang dapat dipakai untuk menarik atau mendorong. Coefficient of
traction-CT adalah suatu faktor dimana jumlah berat kendaraan pada ban atau track
penggerak (driving tires or track ) itu harus dikalikan untuk menunjukkan rimpull
maksimum antara ban atau track dengan permukaan jalur jalan tepat sebelum roda selip.
T = Ft = Maximum Traction
F p = Tractive pull/ rimpul
R b = Gaya Normal, mencerminkan berat
kendaraan yang bertumpu pada luas
tapak ban.
R p = Gaya gesek yang bekerja pada F p
tertentu
static = Koefisien gesek statik =
coeffisient of traction
Gambar III.5 Ilustrasi Koefisien Traksi
Coefficient of traction (CT) terutama bergantung pada :
Keadaan ban, yaitu keadaan dan macam bentuk kembangan. Untuk crawler track
tergantung pada keadaan dan bentuk track.
Keadaan permukaan jalur jalan; basah atau kering, keras atau lunak, bergelombang
atau rata, dst.
Berat kendaraan yang diterima roda penggeraknya.
-
8/19/2019 DIKTAT PERALATAN TAMBANG.pdf
12/202
12
mphtan,
mesin375
Kecepa
Efisiensi x x HP
Variasi dari keadaan-keadaan ban dan permukaan jalur jalan itu sedemikian besar
sehingga sukar untuk memberikan angka yang pasti untuk coefficient of traction pada
masing-masing kendaraan. Besarnya coefficient of traction pada bermacam-macam
keadaan jalur jalan yang dikumpulkan berdasarkan pengalaman dapat dilihat pada Tabel
III. 5.
Tabel III.5 Coefficient of Traction Untuk Bermacam-macam Keadaan Jalur Jalan
Macam jalan Ban karet Crawler track
(%) (%)
dry, rough concrete 80 – 100 45
dry, clay loam 50 – 70 90
wet, clay loam 40 – 50 70
wet, sand and gravel 30 – 40 35
loose, dry sand 20 – 30 30
3.5 Rimpull / Tractive Pull / Tractive Eff ort / Draw Bar Pull
Yaitu besarnya kekuatan tarik ( pulling force) yang dapat diberikan oleh mesin
kepada permukaan roda atau ban penggeraknya yang menyentuh permukaan jalur jalan.
Bila coefficient of traction cukup tinggi untuk menghindari terjadinya selip, maka rimpull
(RP) maksimum adalah fungsi dari tenaga mesin (HP) dan gear ratio (versnelling ) antara
mesin dan roda-rodanya yang akan menghasilkan kecepatan tertentu. Tetapi jika selip,
maka rimpull maksimum akan sama dengan besarnya tenaga pada roda penggerak
dikalikan coefficient of traction.
Rimpull biasanya dinyatakan dalam pounds (lbs), dan dihitung dengan rumus :
RP =
dimana : RP = rimpull atau kekuatan tarik, lb.
HP = tenaga mesin, HP
375 = angka konversi
Istilah rimpull itu hanya dipakai untuk kendaraan-kendaraan yang beroda ban karet.
Untuk kendaraan yang memakai roda rantai/crawler track , maka istilah yang dipakai ialah
draw bar pull (DBP), juga lokomotif disebut memiliki DBP. Tetapi harus diingat bahwa
tractor itu mempunyai tahanan gulir dan tahanan kemiringan yang harus diatasi, disamping
harus mengatasi tahanan gulir dan tahanan kemiringan alat yang ditariknya. Jadi disini ada
-
8/19/2019 DIKTAT PERALATAN TAMBANG.pdf
13/202
13
dua macam tahanan gulir dan tahanan kemiringan yang harus diatasi oleh DBP dari traktor
tersebut.
3.6 Percepatan (Acceleration )
Adalah waktu yang diperlukan untuk mempercepat kendaraan dengan memakai
kelebihan rimpull yang tidak dipergunakan untuk menggerakkan kendaraan pada keadaan
jalur jalan tertentu. Lamanya waktu yang diperlukan untuk mempercepat kendaraan
tergantung dari beberapa faktor, yaitu :
Berat kendaraan; semakin berat, semakin lama waktu yang diperlukan untuk
mempercepat kendaraan.
Kelebihan rimpull yang ada; semakin besar rimpull yang berlebih, semakin cepat
kendaraan itu dapat dipercepat. Jika tidak ada kelebihan rimpull artinya kendaraan
tidak dapat dipercepat.
Untuk menghitung percepatan secara tepat memang sulit, tetapi dapat diperkirakan
dengan rumus Newton sebagai berikut:
, :W Fg
F a atau a g W
dimana : F = kelebihan rimpull , lb
g = percepatan gravitasi, 32.2 ft/sec2
W = berat total alat yang harus dipercepat, lbs
Ada cara lain untuk menentukan percepatan, yaitu dengan memakai grafik atau
monogram unjuk kerja ( performance chart ). Pada grafik tersebut tertera berat kendaraan,
tahanan gulir dan tahanan kemiringan, rimpull yang dimiliki kendaraan, kecepatan, jarak
tempuh dll.
-
8/19/2019 DIKTAT PERALATAN TAMBANG.pdf
14/202
14
Gambar III.6 Contoh Performance Chart
Berdasarkan pengalaman dilapangan apabila ada kelebihan rimpull sebesar 20 lb
per ton pada setiap gigi, maka rata-rata diperlukan waktu 1 menit untuk penggantian gigi
dan mencapai kecepatan maksimum pada gigi tersebut. Jadi kalau ada 5 gigi maka akan
diperlukan 5 menit untuk mencapai kecepatan maksimum pada gigi terakhir. Masih ada
cara lain untuk secara tidak langsung menghitung percepatan, yaitu hanya dengan
menghitung kecepatan rata-ratanya. Rumus sederhana yang dipakai adalah :
Vrata-rata = Vmax. x faktor kecepatan
Faktor kecepatan dipengaruhi oleh jarak yang ditempuh kendaraan, semakin jauh
jaraknya, semakin besar faktor kecepatannya tanpa memperhatikan keadaan jalur jalan
(Lihat Tabel III. 6.)
-
8/19/2019 DIKTAT PERALATAN TAMBANG.pdf
15/202
15
Tabel III.6 Faktor Kecepatan
Jarak yang ditempuh, ft. Faktor Kecepatan
500 – 1.000 0,46 – 0,78
1.000 – 1.500 0,59 – 0,82
1.500 – 2.000 0,65 – 0,82
2.000 – 2.500 0,69 – 0,83
2.500 – 3.000 0,73 – 0,83
3.000 – 3.500 0,75 – 0,84
3.500 – 4.000 0,77 – 0,85
3.7 Ketinggian dari Permukaan Air-Laut atau Elevasi (Al titude / Elevation )
Yang dimaksud ketinggian disini adalah lokasi atau tempat bekerjanya alat
terhadap permukaan air laut. Ketinggian letak suatu daerah berpengaruh terhadap hasil
kerja mesin-mesin, karena pengaruh tekanan dan temperatur udara luar. Pada umumnya
semakin rendah tekanan udaranya, jumlah oksigen semakin sedikit. Berarti mesin-mesin
itu kurang sempurna bekerjanya. Dari pengalaman ternyata bahwa untuk mesin-mesin 4-
tak ( four cycle engines), maka kemerosotan tenaga karena berkurangnya tekanan, rata-rata
adalah ± 3% dari HP di atas permukaan air-laut untuk setiap kenaikan tinggi 1000 ft
kecuali 1000 ft yang pertama. Untuk yang 2-tak, kemerosotan itu lebih kecil, yaitu sebesar
± 1% dari HP di permukaan air-laut untuk setiap kenaikan tinggi 1.000 ft yang pertama.
Akan tetapi semakin tinggi letak suatu tempat, maka temperature akan semakin
rendah, dan hal ini akan membantu mesin menaikkan hasil kerja mesin-mesin baker (mesin
diesel dan bensin). Untuk menghitung pengaruh temperature ini biasanya dihitung dengan
suatu rumus dimana sudah diperhitungkan pengaruh tekanannya pula, yaitu :
s o
c oo s
P T
H H P T
dimana :
Hc = HP yang harus dikoreksi dari pengaruh ketinggian, yaitu ketinggian 0 ft.
Ho = HP yang dicatat pada ketinggian tertentu.
Ps = Tekanan barometer baku (standard), 29,92 inch Hg (76 cm Hg)
Po = Tekanan barometer pada ketinggian tertentu, inch Hg
Ts = Temperatur absolut di keadaan baku, (460o + 60o F) = 520o F = 273o C
To = Temperatur absolut pada ketinggian tertentu, dalam oF (460o + temp)
-
8/19/2019 DIKTAT PERALATAN TAMBANG.pdf
16/202
-
8/19/2019 DIKTAT PERALATAN TAMBANG.pdf
17/202
17
effisiensinya adalah 83 % (lihat Tabel III. 8), maka hal itu dianggap baik sekali jika alatnya
berban karet.
Jadi dalam menentukan jumlah waktu yang dibutuhkan untuk menyelesaikan suatu
pekerjaan harus diingat juga effisiensi pekerja-pekerjanya. Sehubungan dengan effisiensi
operator tersebut diatas perlu juga diingat keadaan alat mekanisnya, karena hal tersebut
dapat mempengaruhi tingkat effisiensi operatornya.
Tabel III.8 Operator Efficiency
Macam Alat Eff. Baik Sekali Eff. Sedang Eff. Kurang baik atau
eff pada malam hari
Crawler Tractor 92 % = 52 min/jam 83 % = 50 min/jam 75 % = 45 min/jam
Berban karet 83 % = 50 min/jam 75 % = 45 min/jam 67 % = 40 min/jam
Beberapa pengertian yang dapat menunjukkan keadaan alat mekanis dan
effektivitas penggunaannya antara lain :
Availability index atau mechanical availability
Merupakan suatu cara untuk mengetahui kondisi mekanis yang sesungguhnya dari
alat yang sedang dipergunakan.
Persamaan untuk availability index (A. I. ) adalah sbb.
. 100%W A I xW R
dimana :
W = working hours atau jumlah jam kerja alat
R = repair hours atau jumlah jam untuk perbaikan.
W = waktu yang dibebankan kepada seorang operator suatu alat yang dalam
kondisi dapat dioperasikan, artinya tidak rusak. Waktu ini meliputi pula tiap
hambatan (delay time) yang ada. Termasuk dalam hambatan tersebut adalah waktu-
waktu untuk pulang pergi ke permuka kerja, pindah tempat, pelumasan dan
pengisian bahan bakar, hambatan karena keadaan cuaca, dll.
R = Waktu untuk perbaikan dan waktu yang hilang karena menunggu saat
perbaikan termasuk juga waktu untuk penyediaan suku cadang ( spare parts) serta
waktu untuk perawatan preventif.
Physical availability atau operational availability
Merupakan catatan mengenai keadaan fisik dari alat yang sedang dipergunakan.
persamaannya adalah
-
8/19/2019 DIKTAT PERALATAN TAMBANG.pdf
18/202
18
. 100%W S
P A xW R S
dimana :
S = standby hours atau jumlah jam suatu alat yang tidak dapat dipergunakan
padahal alat tersebut tidak rusak dan dalam keadaan siap beroperasi.
W+R+S = scheduled hours atau jumlah seluruh jam jalan dimana alat dijadwalkan
untuk beroperasi.
Physical availability pada umumnya selalu lebih besar daripada availability index.
Tingkat effisiensi dari sebuah alat mekanis naik jika angka physical availability
rnendekati angka availability index.
Use of availability
Menunjukkan berapa persen waktu yang dipergunakan oleh suatu alat untuk
beroperasi pada saat alat tersebut dapat dipergunakan (available). Persamaannya
adalah :
. 100%W
U A xW S
Angka use of availability biasanya dapat memperlihatkan seberapa efektif suatu
alat yang tidak sedang rusak dapat dimanfaatkan. Hal ini dapat menjadi ukuran
seberapa baik pengelolaan (management ) peralatan yang dipergunakan. Effective utilization.
Menunjukkan berapa persen dari seluruh waktu kerja yang tersedia dapat
dimanfaatkan untuk kerja produktif. Effective utilization sebenarnya sama dengan
pengertian effisiensi kerja. Persamaannya adalah :
. 100%W
E U xW R S
dimana : W + R + S = T = total hours available atau scheduled hours atau
jumlah jam kerja yang tersedia.
Pada umumnya, perusahaan pertambangan selalu memfokuskan pada langkah-
langkah kunci untuk mengoptimalkan faktor ketersediaan (availability) dan pemanfaatan
alat (utilization) untuk mengukur kinerja peralata, namun tindakan-tindakan ini saja tidak
cukup untuk membuat keputusan tentang strategi peralatan. Dalam prakteknya, ada satu
faktor yang sering diabaikan namun memiliki dampak signifikan pada kinerja peralatan
dan faktor tersebut adalah keandalan Peralatan. Faktor keandalan biasa dikenal dengan
sebutan reliability index. Adalah penting untuk menyadari perbedaan antara ketersediaan
-
8/19/2019 DIKTAT PERALATAN TAMBANG.pdf
19/202
19
dan kehandalan. Sementara ketersediaan mengukur proporsi dari total waktu bahwa
peralatan tersedia, kehandalan diukur berdasarkan frekuensi kerusakan alat ( breaks down )
Reliabilitas index: seberapa sering peralatan tidak memenuhi tujuan yang telah ditetapkan -
biasanya diukur dengan metode Mean Time between failure (MTBF) yang persamaannya
adalah :
Jelas Keandalan dan Ketersediaan terkait, tapi belum tentu secara langsung .
Apabila perusahaan tambang memiliki peralatan yang sering rusak, tapi untuk jangka
pendek, yang akibatnya memiliki tingkat ketersediaan yang wajar. Demikian pula jika
perusahaan memiliki peralatan yang sangat handal, tetapi memiliki tingkat ketersediaan
yang rendah karena keluar dari layanan untuk pemeliharaan untuk jangka waktu tertentu.
Pandangan secara umum akan faktor ketersediaan dan pemanfaatan berpendapat bahwa
pencapaian tingkat ketersediaan peralatan yang tinggi adalah tanggung jawab dari divisi
pemeliharaan (maintenance), sementara mencapai pemanfaatan yang tinggi adalah
tanggung jawab pihak produksi. Dengan mempertahankan pemanfaatan peralatan yang
tinggi dan ketersediaan peralatan yang tinggi, output maksimum peralatan akan tercapai.
Namun pada kenyataan dilapangan, pemahaman tersebut belum tentu tercapai. Sebagai
contoh, suatu truk yang membawa muatan hanya dapat menggunakan 80 % dari kecepatan
normal yang seharusnya digunakan. Truk tersedia dan sedang digunakan namun output
maksimum jelas tidak tercapai. Contoh lain dapat dilihat pada saat truk mengantri pada
saat proses pemuatan baik oleh back hoe maupun shovel , truk-truk yang tersedia, dan
sedang digunakan, tapi output maksimum tidak dimanfaatkan. Jelas, kita membutuhkan
ukuran yang lebih baik kinerja peralatan secara keseluruhan. Parameter tersebut dikenal
sebagai sebut efisiensi produksi.
Efisiensi Produksi: rasio output aktual dari mesin (yang memenuhi standar kualitasyang diperlukan) untuk nilai output nya, selama waktu itu beroperasi.
Apabila nilai dari suatu efisiensi produksi telah diketahui maka pengukuran akan efektifitas
kinerja peralatan secara keseluruhan dapat diukur. Parameter ini disebut overall equipment
effectiveness yang dirumuskan sebagai :
-
8/19/2019 DIKTAT PERALATAN TAMBANG.pdf
20/202
20
Efektivitas Peralatan secara keseluruhan terkait erat dengan ukuran return on asset ,
dan memberikan kita dengan indikasi seberapa baik kita menggunakan investasi kami di
Pabrik dan Peralatan. Jika ketersediaan, pemanfaatan dan efisiensi produksi semua sama
dengan 90%, kita mungkin tergoda untuk berpikir bahwa kita sedang melakukan pekerjaan
yang cukup baik, namun pada kenyataannya, efektivitas peralatan keseluruhan untuk
contoh ini hanya sama dengan 73%. Ini berarti kita hanya mendapatkan 73% dari total
potensi output dari peralatan ini. Peningkatan angka ini akan berarti bahwa kita dapat
menghasilkan lebih dengan peralatan yang sama, atau berpotensi, bisa menghasilkan
jumlah yang sama dengan peralatan yang kurang.
Contoh (3.1)
1) Dari pengoperasian sebuah power shovel dalam sebulan dapat dicatat data sbb.
Jumlah jam kerja (working hours) = W = 300
Jumlah jam untuk perbaikan (repair hours) = R = 100
Jumlah jam siap tunggu(hours on standby) = S = 200
Jumlah jam yang dijadwalkan ( scheduled hours or total hours) = T = 600
Maka,
300. 100% 75%
300 100 A I x
300 200. 100% 83%
600 P A x
300. 100% 60%
300 200U A x
300. 100% 50%
600 E U x
Contoh (3.2)
2) Dalam keadaan lain datanya adalah sbb :
W = 450
R = 150
S = 0, berarti alat tersebut tak pernah menunggu ( standby).
W+R+S = 600
Maka,
450. 100% 75%
450 100 A I x
450 0
. 100% 75%450 150 0 P A x
-
8/19/2019 DIKTAT PERALATAN TAMBANG.pdf
21/202
21
450. 100% 100%
450 0U A x
450. 100% 75%
600 E U x
Terlihat bahwa operasi alat pada contoh kedua lebih effisien dari pada operasi alat pada
contoh pertama.
3.9 Faktor Pengembangan atau Faktor Pemuaian (Swell Factor )
Material di alam diketemukan dalam keadaan padat dan terkonsolidasi dengan baik,
sehingga hanya sedikit bagian-bagian yang kosong atau ruangan-ruangan yang terisi udara
(voids) diantara butir-butirnya, lebih-lebih kalau butir-butir itu halus sekali. Akan tetapi
bila material tersebut digali dari tempat aslinya maka akan terjadi pengembangan atau
pemuaian volume ( swell ). Jadi 1,00 cu yd tanah liat di alam bila telah digali dapat memiliki
volume kira-kira 1.25 cu yd. Ini berarti terjadi penambahan volume 25%, dan dikatakan
material tersebut mempunyai faktor pengembangan ( swell factor ) sebesar 0,80 atau 80 %.
Faktor pengembangan tersebut perlu diketahui karena volume material yang
diperhitungkan pada waktu penggalian selalu apa yang disebut pay yard atau bank yard
atau volume aslinya di alam. Sedangkan apa yang harus diangkut adalah material yang
telah mengembang karena digali. Dan alat-angkut itu sanggup membawa material tersebut
sebesar kapasitas munjung (heaped capacity)-nya. Jadi kalau kapasitas munjung dikalikan
dengan faktor pengembangan material yang diangkutnya akan diperoleh pay yard capacity-
nya.
Contoh (3.3)
Sebuah power scraper yang memiliki kapasitas munjung 15 cu yd akan
mengangkut tanah liat basah dengan faktor pengembangan 80%, maka alat itu sebenarnya
hanya mengangkut = 80% x 15 cu yd = 12 cu pay yard ; atau bank cu-yd, atau insitu cu-yd.
Sebaliknya bila bank yard itu dipindahkan lalu dipadatkan di tempat lain dan
dengan alat-alat gilas (roller ) mungkin volumenya berkurang, karena betul-betul padat
sehingga menjadi kurang dari 1,00 cu yd; tanah sesudah dipadatkan hanya memiliki
volume 0,90 cu yd, ini berarti susut 10%, dan dikatakan shringkage factor-nya 10 %.Untuk
manghitung faktor-faktor tersebut di atas dipakai rumus-rumus :
1 100%loose
undisturbed
V Percent Swell x
V
http://ked.ua/http://diga.li/http://volu-.se/http://volu-.se/http://diga.li/http://ked.ua/
-
8/19/2019 DIKTAT PERALATAN TAMBANG.pdf
22/202
22
100%Undisturbed
Loose
V Swell Factor x
V
1 100%Compacted
undisturbed
V Shringkage Factor x
V
Kalau angka untuk shrinkage factor tidak ada, biasanya dianggap sama dengan
percent swell . Kalau ingin mendapat angka-angka yang lebih tepat, maka dapat melakukan
percobaan langsung pada tanah yang akan diteliti. Tetapi untuk perhitungan perkiraan
(estimation) cukup dipakai angka rata-ratanya saja.
Disamping itu ada beberapa istilah lain yang ada sangkut pautnya dengan
kemampuan penggalian, yaitu :
faktor bilah (blade factor ), yaitu perbandingan antara volume material yang mampu
ditampung oleh bilah terhadap kemampuan tampung bilah secara teoritis.
faktor mangkuk (bucket factor ), yaitu perbandingan antara volume material yang dapat
ditampung oleh mangkuk terhadap kemampuan tampung mangkuk secara teoritis.
faktor muatan ( payload factor ), yaitu perbandingan antara volume material yang dapat
ditampung oleh bak alat-angkut terhadap kemampuan bak alat-angkut menurut spesifikasi
teknisnya.
faktor pengisian ( fill factor ), yaitu perbandingan antara volume material tertampung oleh
bak alat-angkut terhadap kemampuan bak alat-angkut menurut spesifikasi teknisnya.
3.10 Berat Material (Weight of Materi al )
Berat material yang akan diangkut oleh alat-angkut dapat mempengaruhi :
Kecepatan kendaraan dengan HP mesin yang dimilikinya.
Membatasi kemampuan kendaraan untuk mengatasi tahanan kemiringan dan tahanan gulir
dari jalur jalan yanp dilaluinya.
Membatasi volume material yang dapat diangkut.
Oleh sebab itu berat jenis materialpun harus diperhitungkan pengaruhnya terhadap
kapasitas alat-muat maupun alat-angkut.
-
8/19/2019 DIKTAT PERALATAN TAMBANG.pdf
23/202
23
Tabel III.9 Bobot Isi Dan Faktor Pengembangan Dari Berbagai Material
Macam material Babot isi Swell factor
(density)
lb/cu yd in-situ
(in-bank
correction factor)
Bauksit 2700-4325 0,075 (75%)Tanah liat, kering 2300 0,85
Tanah liat, basah 2800-3000 0,82-0,80
Antrasit (anthracite.) 2200 0,74
Batubara bituminus (bituminous coal) 1900 0,74
Bijih tembaga (copper ore) 3800 0,74
Tanah biasa, kering 2800 0,85
Tanah biasa, basah 3370 0,85
Tanah biasa, bercampur pasir dan
kerikil (gravel) 3100 0, 90
kerikil kering 3250 0,89
kerikil basah 3600 0,88
Granit, pecah-pecah 4500 0,67-0,56
Henitit, pecah-pecah 6500-8700 0,45
Bijih besi (iron ore), pecah-pecah 3603-5500 (0,45)
Batu kapur, pecah — pecah 2500-4200 0,60-0,57
Lumpur 1160-2970 0,83
Lumpur, sudah ditekan (packed) 2970-3510 0,83
Pasir, kering 2200-3250 0,89
Pasir, basah 3300-3600 0,88
Serpih (shale) 3000 0,75
Batu sabak (slate) 4590-4860 0,77
-
8/19/2019 DIKTAT PERALATAN TAMBANG.pdf
24/202
24
BAB IV
ALAT GALI-MUAT (PADA TAMBANG TERBUKA)
4.1 Power shovel
Merupakan sekop besar mekanis yang digerakkan oleh mesin uap, atau mesin
bensin, mesin diesel atau dapat juga dengan motor listrik. Ukuran alat ini ditentukan oleh
besar sekop (dipper ) nya yang dapat digerakkan baik horizontal maupun vertikal. Power
shovel kecil ukuran sekopnya berkisar antara (1/2) ¾ - 2 cu yd; dan yang ukuran sedang
berkisar antara 2 – 8 cu yd; yang berukuran besar berkisar antara 8 -35 cu yd lebih.
Pada umumnya semakin keras batuan yang akan digali, semakin kecil ukuran
sekopnya, tetapi gigi-gigi pada sekop itu harus terbuat dari baja mangan (manganese-steel ).
Cara penggaliannya tergantung dari cara mengerakkan lengan sekop (dipper stick )-nya
(lihat gambar IV. 1.) Produksi power shovel faktor-faktor seperti tinggi tebing galian,
pengaruh sudut putar, pengaruh keadaan medan serta manajemen alat.
1. Pengaruh tinggi tebing galian terhadap produksi shovel
Tinggi tebing galian yang paling baik ialah yang sedemikian besarnya, sehingga
pada waktu dipper/bucket mencapai titik tertinggi, tebing sudah terisi penuh dengan
tidak perlu memberikan beban yang berlebihan pada mesin. Tinggi tebing yang
demikian disebut tinggi optimal. Bila tinggi tebing kurang optimal, maka tidak
mungkin mengisi bucket sekaligus penuh dalam satu pass tanpa memberikan beban
lebih pada mesin. Hal ini akan menyebabkan lekas rusaknya mesin, maka operator
dapat memilih dua kemungkinan, ialah mengisi penuh bucket dalam beberapa kali
pass atau membiarkan bucket tidak terisi penuh sehingga langsung di dump, tentu
saja dua hal tersebut akan mempengaruhi produksi shovel. Sebaliknya bila tebing
lebih tinggi dari optimal, operator harus hati-hati agar tidak terjadi lubang-lubang
dalam tebing, yang dapat mengakibatkan longsornya tebing tersebut dan menimpa
shovel . Operator dapat memilih menggali dengan mengurangi tenaga tekan pada
bucket ke dalam tebing atau penggalian tidak dimulai dari dasar tebing, atau
menggali secara normal tetapi membiarkan tanah tumpah dari bucket dan
mengambil cycle berikutnya. Ketiga hal tersebut akan mengurangi produksi shovel .
2. Pengaruh sudut putar ( swing ) terhadap produksi shovel
Sudut putar shovel ialah sudut dalam bidang horizontal antara kedudukan dipper /
bucket pada waktu menggali dan pada waktu membuang muatan yang dinyatakan
-
8/19/2019 DIKTAT PERALATAN TAMBANG.pdf
25/202
25
dalam derajat. Besarnya sudut putar ini mempengaruhi cycle time pekerjaan
sehingga mempengaruhi produksi shovel .
3. Pengaruh keadaan medan ( job condition ) terhadap produksi shovel .
Produksi shovel sangat ditentukan oleh keadaan medan tempat alat tersebut
beroprasi. Tempat penggalian yang ideal antara lain memenuhi syarat lantai kerja
yang keras, drainase yang baik, tempat kerja yang luas, truk pengangkut dapat
ditempatkan pada kedua sisi shovel untuk menghindari waktu tunggu, tanah
permukaan rata sehingga tinggi optimal terpelihara, jalan angkut tidak terpengaruh
keadaan musim, perbandingan yang sesuai antara produksi shovel dengan truk
pengangkutnya. Keadaan medan ini dinyatakan dengan sangat baik, baik, sedang,
dan kurang menguntungkan, tetapi tidak ada ukuran yang eksak untuk menyatakan
hal ini.
4. Pengaruh keadaan manajemen ( management conditions ) terhadap produksi shovel
Pengaruh manajemen ini termaksud tindakan pemilik / pemakai dalam
menggunakan dan memellihara kondisi alat. Beberapa hal yang mempengaruhi
kondisi antara lain pemberian minyak pelumas, penggantian dipper/bucket atau
suku cadang lain yang diperlukan, pemberian bonus pada pekerja / operator dan
lain-lain.
selain hal yang telah dijelaskan sebelumnya, beberapa faktor yang dapat mempengaruhi
produksi shovel yaitu :
Keadaan material, apakah keras ataupun lunak
Keadaan lapangan atau tempat kerja, misalnya tinggi lereng atau jenjang (bench)
yang digali.
Effisiensi alat muat dan alat angkut, serta keserasian ukuran kedua alat tersebut.
Pengalaman para operatornya
Gambar IV.1 ― Power Shovel ‖ P & H 4100 XPB shovel
-
8/19/2019 DIKTAT PERALATAN TAMBANG.pdf
26/202
26
Tabel IV.1 Produksi Penggalian Ideal Power Shovel
Material Satuan Volume sekop
tanah
m3 0,57 0,75 0,94 1,13 1,32 1,53 1,87 2,29 2,62 3,06 3,37 3,82 4,59
yd3 0,75 1 1,25 1,5 1,75 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 6
Moist loam atau
light sandy clay
m3 126 157 191 218 245 271 310 356 401 443 485 524 608
yd3 165 205 250 285 320 355 405 465 525 580 635 685 795
Pasir dan kerikil
m3 119 153 176 206 229 252 298 344 386 424 459 493 566
yd3 155 200 230 270 300 330 390 450 505 555 600 645 740
Tanah biasa
m3 103 134 161 183 206 229 271 310 348 390 428 463 524
yd3 135 175 210 240 270 300 355 405 455 510 560 605 685
Tanah liat
keras dan liat
m3 84 111 138 161 180 203 237 275 310 344 375 405 463
yd3 110 145 180 210 235 265 310 360 405 450 490 530 605
Batuan hasil
peledakan
m3 73 96 119 138 157 176 210 245 279 313 348 382 440
yd3 95 125 155 180 205 230 275 320 365 410 455 500 575
Tanah liat
basah & lengket
m3 54 73 92 111 126 141 176 206 237 264 294 321 375
yd3 70 95 120 145 165 185 230 270 310 345 385 420 490
Batuan yang
besar-besar
m3 38 57 73 88 107 122 149 180 206 233 260 287 336
yd3 50 75 95 115 140 160 195 225 270 305 270 305 305
-
8/19/2019 DIKTAT PERALATAN TAMBANG.pdf
27/202
27
Tabel IV.2 Pengaruh Kedalaman dan Sudut Putar Power Shovel (faktor konversi)
Dalam penggalian, Sudut putar, derajat
persen optimum 45 60 75 90 120 150 180
40 0,93 0,89 0,85 0,80 0,72 0,65 0,59
60 1,10 1,03 0,96 0,91 0,81 0,73 0,66
80 1,22 1,12 1,04 0,98 0,86 0,77 0,69
100 1,26 1,16 1,07 1,00 0,86 0,79 0,71
120 1,20 1,11 1,03 0,97 0,86 0,77 0,70
140 1,12 1,04 0,97 0,91 0,81 0,73 0,66
160 1,03 0,96 0,90 0,85 0,75 0,67 0,62
Tabel IV.3 Efisiensi kerja
Kondisi kerja Kondisi pengelolaan (management)
Bagus sekali Bagus Sedang Buruk
Bagus sekali (excellent) 0,84 0,81 0,76 0,70
Bagus (good) 0,78 0,75 0,71 0,65
Sedang (fair) 0,72 0,69 0,65 0,60
Buruk (poor) 0,63 0,61 0,57 0,52
Pekerjaan-pekerjaan yang dapat dilakukan oleh power shovel tersebut adalah :
Menggali di lereng bukit, misalnya untuk menggali tanah liat, pasir, batu gamping
dan ―pengupasan tanah penutup‖ ( stripping of overburden).
Memuat (loading material ke sebuah alat angku, misalnya lori, truk, belt conveyor ,
dll baik yang terletak pada ketinggian yang sama maupun ke tempat yang lebih
tinggi
Menggali, mengangkat dan melepaskan material ke atas hopper , grizzly, bin, dan
sebagainya.
Membuang tanah penutup kebagian belakang yang daerahnya sudah kosong
(dumping of top soil into spoil bank ) cara kerja ini disebut ―back fill digging
method )
Menggali ke bawah tempatnya berpijak untuk membuat selokan-selokan, terusan,
kanal ―trench‖, dll
Menggali secara mendatar untuk meratakan ( grading ) atau memotong lapisan
batuan yang tipis mendatar. Cara penempatan alat ini di tempat kerjanya ada bermacam-macam bergantung
-
8/19/2019 DIKTAT PERALATAN TAMBANG.pdf
28/202
28
pada keadaan topografi lapangan dan tujuan kerjanya. Misalnya :
Kalau tempat kerja sudah tersedia, misalnya pada daerah kerja yang sudah
merupakan lerang bukit ( side hill operation), maka tidak perlu dibuatkan jalan masuk dan
tempat kerja awal. Bila tempat yang akan digali masih merupakan daerah yang datar, maka
perlu dibuat, sebuah jalan masuk dan tempat kerja awal yang berbentuk lereng landai oleh
alat ini sendiri atau dengan bantuan sebuah bulldozer, kemudian kalau sudah ditempat
kerjanya, harus diletakkan sedemikian rupa sehingga gerakan-gerakannya effisien dan
cukup tempat untuk alat angkut mendekatinya.
4.1.1. Perkiraan Produksi Power Shovel
Contoh (4.1)
Sebuah power shovel berukuran sekop (dipper) 1 cu yd dipergunakan untuk menggali
tanah liat keras dengan kedalaman penggalian 7,6 ft dan sudut putar rata-rata 70 O. Dari
pengamatan yang dilakukan terhadap kondisi lapangan, maka ternyata kondisi kerja sedang
dan kondisi pengelolaan (management) baik. Produksinya diperkirakan sebagai berikut :
Produksi ideal = 145 cu yd / jam.
Kedalaman penggalian optimum = 9,0 ft, maka persen kedalaman penggalian optimum =
7 5
9 0
,
, x 100% = 83,33 %
Faktor konversinya = 1,045.
Efisiensi kerjanya = 0,69.
Produksi nya diperkirakan = 145 x 1.045 x 0,69
= 105 yd3 / jam
Jika tanah yang harus dipindahkan oleh power shovel tersebut adalah 500 yd3 per jam,
maka diperlukan =500
105475 , unit ; dibulatkan = 5 unit
Contoh (4.2)
Cara lain untuk menghitung produksi power shovel adalah dengan rumus :
P EIH
C
P = produksi (ton/jam)
E = Efisiensi kerja
I = In bank correction factor
C = Waktu daur (hr)
-
8/19/2019 DIKTAT PERALATAN TAMBANG.pdf
29/202
29
Sebuah power shovel yang mempunyai sekop (dipper) berukuran 2,5 cu yd dipakai untuk
menggali batubara dengan bank weight = 1.934 lb/cu yd dan in bank correction factor =
0,52 (52%). Sedangkan working efficiency-nya = 83% dan waktu daur (cycle time)-nya =
6,1+ 10,1 + 5,2 + 9,4 = 30,8 detik.
Maka produksinya adalah :
P = 83100
x 60 x0,52 x 2,5
30,8 / 3600
= 126,12 cu yd/jam
=
12612, x 1,934
2.000
= 121, 96 ton/jam
4.2 Backhoe ( Excavator) Back hoe sering juga disebut pull shovel , adalah alat dari golongan shovel yang khusus
dibuat untuk menggali material dibawah permukaan tanah atau dibawah tempat
kedudukan alatnya. Galian dibawah permukaan ini misalnya parit, lubang untuk fondasi
bangunan, lubang galian pipa dan sebagainya. Keuntungan backhoe ini jika dibandingkan
dragline dan clamshell ialah karena backhoe dapat menggali sambil mengaturdalamnya
galian yang lebih baik. Karena kekakuan konstruksinya, backhoe ini lebih menguntungkan
untuk penggalian jarak dekat dan memuatkan hasil galian ke truk.
Tipe backhoe dibedakan dalam beberapa hal antara lain dari alat kendali dan undercarriage
nya. Sebagai alat kendali dapat digunakan kabel (cable controlled ) atau hidrolis (hydraulic
controlled ), dan sebagai undercarriage nya dapat digunakan crawler mounted atau roda
karet (whell mounted ). Tetapi pada umumnya backhoe dengan alat pengendali kabel sudah
jarang ditemui saat ini dan yang banyak dijumpai backhoe dengan kendali hidrolisis.
4.2.1 Cara Kerja Backhoe
Sebelum mulai bekerja dengan backhoe sebaiknya kita pelajari lebih dahulu
kemampuan alat seperti yang diberikan oleh pabrik pembuatnya, terutama mengenai jarak
jangkauan, tinggi maksimal pembuangan dan dalamnya galian yang mampu dicapai,
karena kemampuan angkat alat ini tidak banyak berpengaruh terhadap kemampuan standar
alatnya. Untuk mulai menggali dengan backhoe, bucket dijulurkan ke depan ke tempat
galian. Bila bucket sudah pada posisi yang diinginkan lalu bucket diayun ke bawah seperti
dicangkulkan, kemudian lengan bucket diputar ke arah alatnya sehingga lintasannya seperti
terlihat pada gambar IV.2. Setelah bucket terisi penuh lalu diangkat dari tempat penggalian
dan dilakukan swing , dan pembuangan material hasil galian dapat dilakukan ke truk atau
-
8/19/2019 DIKTAT PERALATAN TAMBANG.pdf
30/202
30
tempat yang lain. Pada penggalian parit, letak track excavator harus sedemikian rupa
sehingga arahnya sejajar dengan arah memanjang parit, kemudian backhoe berjalan
mundur. Kemampuan jangkauan backhoe keluaran Caterpillar dan Komatsu dapat dilihat
pada tabel IV.4 dan tabel IV.5
Gambar IV.2. Jangkauan Backhoe
Gambar IV.3 Hydraullic Backhoe
-
8/19/2019 DIKTAT PERALATAN TAMBANG.pdf
31/202
31
Tabel IV.4 Jangkauan dan Kapasitas Bucket Backhoe Caterpillar
Tipe Stick (mm) Tinggi buang
(mm)
Jangkauan maksimal (m) Dalam gali
maksimal (m)
Kapasitas bucket
heaped (m3)
1800 5.46 8.43 5.39215 2200 5.44 8.69 5.77 0.380-0.960
2800 5.69 9.25 6.38
1980 5.82 9.24 5.97
225 2440 5.79 9.58 6.43 0.570-1.240
3050 5.99 10.16 7.04
2440 6.25 10.69 6.86
235 2900 6.35 11.10 7.32 0.880-2.100
3660 6.81 11.91 8.08
2590 7.65 12.47 7.88
245 3200 7.27 12.52 8.49 1.530-3.012
4420 7.95 14.02 9.71
Pada backhoe caterpillar ini stick dapat diatur dalam 3 kedudukan ialah : stick dalam
keadaan dipendekkan, sedang dan dalam keadaan dijulurkan.
-
8/19/2019 DIKTAT PERALATAN TAMBANG.pdf
32/202
32
Tabel IV.5 Jangkauan dan Kapasitas Bucket Backhoe Komatsu
Model Tinggi
buang (m)
Dalam gali
(m)
Jangkauan
(m)
Kapasitas bucket (m )
Peres Munjung
PC 10-2 1.26 2.1 3.375 0.05 0.06
PC 20-2 2.345 2.455 4.345 0.06 0.07
PC 40-2 3.13 3.17 5.47 0.11 0.12
PC 60-1 3.41 3.80 6.01 0.25 0.28
PC 60L-1 3.46 3.75 5.99 0.25 0.28
PC 100-1 4.98 4.60 7.17 0.40 0.44
PC 100L-1 5.19 4.4 7.12 0.40 0.44
PC 120-1 5.22 5.00 7.54 0.45 0.50
PC 200-1 6.24 5.84 9.19 0.70 0.75
PC 220-1 6.54 6.64 10.00 0.90 1.00
PC 300-1 7.00 6.54 10.42 1.20 1.30
PC 400-1 7.51 7.55 11.55 1.60 1.80
PW 60-1 3.73 3.48 5.925 0.25 0.28
PW 60N-1 3.73 3.48 5.925 0.25 0.28
4.2.2 Produksi Backhoe
Untuk menghitung produksi backhoe, faktor yang mempengaruhi antara lain
kapasitas bucket , dalam galian, jenis material yang digali, sudut swing dan keadaan
manajemen / medan. Produksi backhoe secara umum dapat ditentukan dengan rumus : m3/hrdengan : T = cycle time (menit)
BC = kapasitas bucket (m3)
Fk = kondisi manajemen dan medan kerja
4.2.2.1 Produksi Backhoe menurut Caterpillar
Produksi dengan petunjuk yang ada, cycle time caterpillar dipengaruhi oleh keadaan
medan kerja yang dibedakan dalam ima keadaan yaitu sebagai berikut :
a.
Mudah
Ialah keadaan penggalian yang mudah, misalnya tanah tidak kompak, pasir, krikil,
dll. Kedalaman galian lebih kecil dari 40% kemampuan alat maksimal, sudut swing
-
8/19/2019 DIKTAT PERALATAN TAMBANG.pdf
33/202
33
kurang dari 30˚. Tidak ada gangguan buang / muat pada truck atau stockpile,
operator baik.
b. Sedang
Ialah keadaan penggalian yang sedang, misalnya lempung kering, tanah dengan
kandungan batu kurang dari 25%. Kedalaman galian sampai dengan 50%
kemampuan alat maksimal, sudut swing sampai dengan 60˚, ada sedikit gangguan.
c. Agak sulit
Ialah keadaan penggalian pada batu-batuan, lapisan tanah keras, kedalaman
penggaliandi atas 90% dari kemampuan alat, swing lebih dari 120˚. Kondisi galian
sempit, tempat buang/muat sempit dengan jangkauan maksimal, ada gangguan
pekerja pada tempat kerja.
d.
Sulit
Ialah keadaan penggalian agak sulit, lapisan tanah keras yang kompak, tanah
dengan kandungan batu 50%, kedalaman galian 70% dari kemampuan alat
maksimal, sudut swing sampai dengan 90˚ dan pemuatan ke truk dengan jumlah
banyak.
e.
Sangat sulit
Ialah keadaan penggalian pada batu-batuan, lapisan tanah keras, kedalaman galian
diatas 90% dari kemampuan alat, swing lebih dari 120˚. Kondisi galian sempit,
buang/muat sempit dengan jangkauan maksimal, ada gangguan pekerja pada tempat
kerja.
Karena pada setiap penggalian, bucket tidak terlalu penuh, hal ini tergantung dari material,
maka perlu ada faktor pengisian fill factor, seperti pada tabel IV.6.
Tabel IV.6 Fill Factor untuk Caterpillar
Bahan F ill Factor
1 Tanah lempung, lempung kepasiran 100 – 110 %
2 Pasir atau kerikil 95 - 100 %
3 Lempung keras, tanah keras 80 – 90%
4 Batu pecah baik 60 - 75%
5 Batu pecah jelek 40 – 50%
-
8/19/2019 DIKTAT PERALATAN TAMBANG.pdf
34/202
34
Contoh 4.3
Backhoe caterpillar tipe 225 stick 2440 menggali parit dengan kedalaman 4.5 meter. Tanah
jenis lempung keras, sudut swing maksimal 90˚. Ukuran bucket yang digunakan 1 m3,
medan baik dan manajemen sedang. Berapa produksi backhoe per jamnya ? Untuk tanah
keras, sudut swing 90˚ dan kedalaman galian maksimal 6.43 serta cycle time 25 detik !. -> termasuk galian agak sulit Fill factor = 80 % dan Fk = 0.71 (baik/sedang)
Produksi = x 1.00 x 0.80 x 0.71 = 81.78 m3/hr
4.2.2.2 Produksi Backhoe menurut Komatsu
Berbeda dengan caterpillar, komatsu sebagai pabrik pembuat alat berat memberikancara menghitung prakiraan produksi backhoe tersendiri dengan rumus : x BC x Fk x BF m3/hrKeterangan : T = cycle time (menit)
BC = Kapasitas bucket (m3)
Fk = Kondisi manajemen dan medan kerja
BF = Faktor pengisian bucket
Faktor pengisian bucket (BF) ialah keadaan pengisian pada waktu menggali yang kadang-
kadang penuh, kadang-kadang peres dan mungkin malah kurang sehingga pada waktu
menggali tidak selalu munjung terus atau peres terus. Faktor pengisian ditunjukkan pada
tabel VI.
-
8/19/2019 DIKTAT PERALATAN TAMBANG.pdf
35/202
35
Tabel IV.7 Faktor Pengisian Bucket komatsu
Kondisi muatan Faktor
MUDAH Gali dan muat material dari stock pile, atau
material yang digusur dengan alat lain,
sehingga tidak diperlukan tenaga menggali
yang besar dan bucket dapat penuh.
Misal : tanah pasir, tanah gembur
0.8 – 1.0
SEDANG Gali dan muat dari stockpile yang
memerlukan tekanan yang cukup, kapasitas
bucket kurang dapat munjung.
Misal : pasir kering, tanah lempung lunak,
kerikil
0.6 – 0.8
AGAK
SULIT
Sulit untuk mengisi bucket pada jenis
material yang digali.
Misal : batu-batuan, lempung keras, kerikil
berpasir, tanah berpasir, lumpur.
0.5 – 0.8
SULIT Menggali pada batu-batuan yang tidak
beraturan bentuknya sangat sulit diambil
dengan bucket.
Misal : batu pecah dengan gradasi jelek
0.4 – 0.5
Untuk menghitung cycle time yang diperlukan untuk menggali swing 2 kali dan
buang/memuatkan dapat digunakan tabel-tabel berikut :
T = t1 + 2t2 + t3Keterangan :
T = cycle time
t1 = waktu menggali
t2 = waktu swing
t3 = waktu membuang
-
8/19/2019 DIKTAT PERALATAN TAMBANG.pdf
36/202
36
Tabel IV.8 Waktu untuk Menggali (detik)
Kondisi penggalian
dalam galian
Mudah Sedang Agak
sulit
Sulit
< 2 m 6 9 15 26
2m – 4m 7 11 17 28
˃4 m 8 13 19 30
Tabel IV.9 Waktu untuk Swing (detik)
Swing (derajat) Waktu
45-90 4-7
90-180 5-8
Waktu untuk membuang atau memuatkan :
a. Tempat buang sempit, misalnya truk = 5-8 detik
b. Tempat buang longgar, misalnya stockpile = 3- detik
Contoh 4.4
Untuk menggali parit sedalam 4.5 m digunakan backhoe PC 120-1 komatsu. Sudut swing
90˚, tanah lempung lunak, swell 30%. Kondisi medan baik, manajemen baik, tanah hasil
galian diangkut dengan truk. Berapa prakiraan produksi backhoe per jamnya ?1. bucket factor untuk tanah lempung lunak = 0.80
2.
kapasitas bucket PC 120-1 = 0.45 m3
3. Fk = 0.75 (baik/baik)
4. cycle time :
Gali dalam 4.5 m, kondisi sedang t1 = 13 detik
swing 90˚ t2 = 7 detik
Buang ke truk t3 = 8 detik
T = 13 + 2x7 + 8 = 35 detik = o.58 menit m3/jam ( LM)
-
8/19/2019 DIKTAT PERALATAN TAMBANG.pdf
37/202
37
4.3 Wheel L oader
Wheel loader adalah salah satu alat muat yang kini banyak digunakan karena
gerakannya yang lincah dan gesit. Tetapi bila digunakan untuk menangani di daerah yang
berlumpur atau di daerah yang berbatu tajam, misalnya di kuari (quarry) batu andesit, makasebaiknya roda-roda karetnya dilindungi dengan rantai baja ( steel beads). Sebuah mangkuk
(bucket ) digunakan untuk menggali, mengangkat dan mengangkut ke suatu tempat yang
tidak jauh atau langsung dimuatkan ke alat angkut yang letaknya tak jauh atau langsung
dimuatkan ke alat angkut yang letaknya sama tinggi dengan tempat wheel loader bekerja.
Daya jangkau mangkuknya sangat terbatas, artinya tidak terlalu tinggi.
Untuk menggerakkan mangkuknya (bucket ) wheel loader yang modern
mempergunakan tenaga ―hydraulic‖. Tenaga gali pada keadaan horizontal, yaitu mangkuk
tidak diangkat didapat dari gerakan maju ― prime mover ‖-nya, sehingga lengan-lengan
mangkuk yang digerakkan dengan tenaga ―hydraulic‖ hanya mempunyai fungsi untuk
menggerakkan mangkuk ke atas dan ke bawah saja.
Untuk menggali, maka mangkuk harus didorong ke arah permuka kerja. Jika
mangkuk telah penuh ― prime mover ‖ mundur dan mangkuk diangkat ke atas untuk
selanjutnya material diangkut ke suatu tempat penimbunan atau dimuatkan ke atas alat
angkut. Bila gerakan pemuatan itu merupakan huruf V, maka cara pemuatan itu disebut
―V- shape loading ‖ (lihat gambar IV.6). Cara pemuatan yang lain disebut ―cross loading ‖,
yaitu bila gerakan wheel loader hanya maju-mundur, sedangkan gerakan truknya juga maju
mundur tetapi memotong arah gerak wheel loader .
-
8/19/2019 DIKTAT PERALATAN TAMBANG.pdf
38/202
38
Gambar IV.4 Wheel Loader Komatsu WA-900
Gambar IV.5 ―Wheel Loader ‖ dengan Nama Bagian-Bagiannya
-
8/19/2019 DIKTAT PERALATAN TAMBANG.pdf
39/202
39
Gambar IV.6 Pola Gerak Wheel Loader
4.3.1. Kelebihan dan Kekurangan Wheel Loader
Dalam operasinya, antara posisi memuat dan posisi membongkar, wheel loader
biasanya memerlukan jarak untuk mengolah gerak, jika jarak tersebut terbatas, akan
menimbulkan persoalan. Untuk jarak yang terbatas ini, ―track loader ‖ lebih cocok
dipergunakan, karena alat-muat jenis ini mampu berputar dengan jari-jari yang kecil.
Wheel loader dipergunakan dengan maksud agar lebih berdaya guna dalam masalah pembersihan lapangan, karena bulldozer hanya dapat mendorong material dan kelebihan
materialnya akan tercecer ke sisi bilahnya. Dibandingkan dengan power shovel , maka
wheel loader mempunyai kelebihan dalam memuat mempunyai kelebihan dalam memuat
material hasil peledakan, karena ―boom‖ yang panjang mengakibatkan power shovel sulit
untuk bergerak ditempat-tempat yang kurang lebar. Dibandingkan dengan ―track loader ‖,
maka wheel loader lebih lincah dan gesit dan dapat melakukan oleh gerak dengan lebih
baik pada kondisi lapangan kerja yang sama.
4.3.2 Perkiraan Produksi Wheel Loader
Contoh (4.5)
Wheel loader akan digunakan pada operasi pemuatan material batubara dari stockpile ke
hopper yang akan memuat batubara ke tongkang. Jarak tempuh dari tumpukan batubara ke
stockpile adalah 500 m. efisiensi kerja ―average‖. Kecepatan saat bermuatan 15 km/jam
dan saat kosong 20 km/jam. Tentukan jenis dan jumlah wheel loader yang digunakan bila
batubara yang harus dimasukkan ke hopper adalah 100 ton/jam!
-
8/19/2019 DIKTAT PERALATAN TAMBANG.pdf
40/202
40
Penentuan jenis dan jumlah wheel loader dilakukan dengan metode trial and error, Dari
spesifikasi wheel loader pada Komatsu Handbook diperoleh :
Untuk menghitung produktivitas wheel loader digunakan :
60
wheelloader
q E
Q CT
Dimana :
Q = Produksi per jam (m3/jam)
q = Produksi per siklus (m3)
CTl = Cycle time alat muat (menit)
E = Job efficiency
Adapun Produksi per siklus :
1q q K
Dimana :
q1 = Heap capacity dari bucket wheel loader yang digunakan (m3)
K = Bucket fill factor
Data-data yang diperlukan untuk menghitung produktivitas dapat diperoleh dari spesifikasi
wheel loader yang terdapat pada Komatsu Handbook
Tabel IV.10 Spesifikasi Kapasitas dan Parameter Kondisi Kerja Wheel Loader WA 380-3
-
8/19/2019 DIKTAT PERALATAN TAMBANG.pdf
41/202
41
Karena memuat material dari stockpile dan material batubara di stockpile dapat dimuat ke bucket
tanpa diperlukan tenaga untuk menggali maka kondisi operasi ―easy loading ‖. Untuk menghitung
cycle time digunakan rumus :
Dimana :
D = jarak angkut (m)
VF = Kecepatan saat bermuatan
VR = Kecepatan saat kosong
Z = t1 + t2 + t3 + t2
t1 = Waktu loading (0,15 menit)
t2 = Waktu belok (0,20 -0,35 menit)
t3 = Waktu dumping (0,10 menit)
500 500(0,35 0,15 0,10 0,15)
1000 20 1000 15
60 60
Cm
Diperoleh Cm = 3,75 menit
Tabel IV.11 Hubungan antara Kondisi Kerja dengan Efisiensi Kerja
Dari tabel dapat diperoleh nilai Efisiensi kerja = 0,80
Dari semua nilai tersebut bila dimasukkan ke rumus produktivitas, maka diperoleh :
30,6 60 0,80 40.96 /3,75
Q m jam
Bila target produksi 100 m3/jam, maka diperlukan 3 buah wheel loader tipe WA 380-3.
4.4 Bucket Wheel Excavator
Bucket Wheel Excavator (BWE) adalah alat gali untuk pemindahan tanah. Alat ini
sesuai untuk dipergunakan pada material tanah penutup maupun bijih yang lunak, baik
lapisan tipis maupun tebal, terutama yang berupa tanah atau lempung, pasir maupun serpih
-
8/19/2019 DIKTAT PERALATAN TAMBANG.pdf
42/202
42
lunak dimana tidak terdapat formasi batuan yang keras. BWE merupakan salah satu alat-
gali secara berkesinambungan atau menerus (continous digging machine). Umumnya alat
ini dapat dipergunakan baik di atas, di bawah maupun pada lantai kerjanya, kemudian hasil
penggaliannya ditumpahkan ke belt conveyor .
Penggaliannya dilakukan oleh sebuah boom yang pada ujungnya terdapat roda besar
dimana di sekelilingnya dipasang mangkuk-mangkuk. Boom beserta mangkuk-
mangkuknya yang diputar pada rodanya ditekan ke arah material yang digali. Setelah
mangkuk-mangkuk tersebut terisi penuh, selanjutnya ditumpahkan dengan cara yang khas
ke belt conveyor yang sudah terpasang sebagai alat angkut. Oleh karena jumlah
mangkuknya banyak, yaitu 6-12 buah, maka penggalian dengan BWE dapat dilakukan
secara terus menerus (continuous). Disamping, itu karena hasil penggaliannya langsung
dimuat ke alat angkut yang biasanya berupa rangkaian belt-conveyor , maka BWE juga
berfungsi sebagai alat muat. Pada umumnya cara penggalian mangkuk-mangkuk BWE
dapat dibedakan menjadi tiga macam, yaitu :
―terrace cut ‖, suatu cara penggalian dengan memotong permuka kerja ( front ) ke
arah depan sehingga terbentuk jenjang-jenjang pada lereng penggaliannya
―dropping cut ‖, suatu cara penggalian dengan memotong permuka kerja ke arah
bawah
―combination cut ‖, suatu cara penggalian gabungan, artinya menggali permuka
kerja secara ―terrace cut ‖ untuk bagian atas lapisan dan secara ―dropping cut ‖
untuk bagian bawahnya.
-
8/19/2019 DIKTAT PERALATAN TAMBANG.pdf
43/202
43
Gambar IV.7 Berbagai Jenis Tipe Bucket Wheel Excavator
Gambar IV.8 Cara Pengosongan Mangkuk BWE
Sedangkan pada penggalian unit BWE secara keseluruhan dapat dibedakan menjadi empat
macam, yaitu :
“face or fr ont worki ng ”
Dengan pola penggalian ini BWE menggali material di sepanjang permuka kerja
(working face). Penggalian dimulai dari atas dengan cara ―terrace cut ‖ atau ―dropping cut ‖
atau kadang-kadang kombinasi dari keduanya. Penggalian dengan cara ini biasanya
dilakukan oleh BWE yang berdiri atau bertumpu pada rel (rail mounted BWE) “ful l block working ”
-
8/19/2019 DIKTAT PERALATAN TAMBANG.pdf
44/202
44
Dengan pola penggalian ini terlebih dahulu material yang akan digali dibagi
menjadi blok-blok dengan ukuran tinggi 50 m dan lebar 90 m, kemudian penggalian
dilakukan dari setiap blok dengan membuat jenjang-jenjang dari bagian atas ke bawah.
Setelah selesai mengerjakan satu blok, BWE dipindahkan ke blok di sebelahnya dan mulai
menggali dengan cara yang sama, yaitu mulai dari lapisan paling atas untuk membentuk
jenjang ke arah bawah
Gambar IV.9 Pola Penggalian ― Full Block Working
“face block or side block working ”
Pola penggalian ini biasanya diterapkan pada penambangan batubara dengan
metoda strip mine. Penggalian dimulai dari permuka kerja ke blok yang telah ditentukan
dan diteruskan ke blok di sebelahnya sepanjang kemampuan boomnya. Selanjutnya boom
kembali ke permuka kerja semula sambil terus melakukan penggalian. BWE kembali
melakukan penggalian dari blok semula sampai ke blok disebelahnya dan seterusnya.
-
8/19/2019 DIKTAT PERALATAN TAMBANG.pdf
45/202
45
Gambar IV.10 Pola Penggalian ― Face Block or Side Block Working ‖
“deep cutti ng wi th the bucket wheel ”
Pola penggalian ini adalah penggalian material yang letak materialnya berada di
bawah lantai tempat berdirinya BWE (lihat gambar IV.8.). BWE untuk pola penggalian ini
biasanya dirancang khusus yaitu memiliki boom yang lebih panjang, dan mempunyai
produksi yang lebih kecil dibandingkan dengan produksi BWE yang dipergunakan untuk
pola penggalian ke arah atas atau samping. Perbandingan produksinya adalah 1 : 3
maksimum, atau umumnya sekitar 1 : 2. Hal ini disebabkan karena kedalaman
penggaliannya adalah terbatas, yaitu boom akan cepat menyentuh tanah jika penggaliannya
terlalu ke bawah.
Gambar IV.11
Pola Penggalian ―Deep Cutting with the Bucket Wheel‖
-
8/19/2019 DIKTAT PERALATAN TAMBANG.pdf
46/202
46
Kemampuan BWE antara lain adalah menggali lapisan tanah penutup ( stripping of
overburden) pada endapan-endapan luas yang mendatar. Menambang endapan-endapan
mineral yang relatif lunak secara menerus (continuous mining ) sehingga produksinya
besar. Endapan-endapan mineral yang pernah ditambang dengan BWE antara lain adalah :
Lignit
Batubara
Pasir minyak (oil sand )
Serpih minyak (oil shale)
Serpih uranium (uranium shale)
Untuk kesempurnaan hasil kerjanya, maka BWE biasanya dilengkapi dengan peralatan
bantu, sebagai berikut :
Belt Wagon yang berguna untuk memperpanjang jangkauan penumpahan hasil
galian BWE (lihat gambar IV.12)
Hopper car untuk menampung penumpahan dari belt wagon
Sistem belt conveyor untuk mengangkut hasil galian BWE ke tempat penimbunan
Spreader dipergunakan sebagai penimbun atau penghampar hasil galian BWE
dengan maksud agar penyebaran timbunan dapat lebih menyebar ke tempat-tempat
yang diinginkan
Gambar IV.12 Belt Wagon Dilihat dari Atas
4.4.1 Contoh Kegiatan Bucket Wheel Excavator di P.T. Bukit Asam
Sistem penambangan yang digunakan di tambang batubara milik P.T. Bukit Asam
berupa kombinasi alat penggali tanah yang berbentuk mangkok penggali putar (bucket-
-
8/19/2019 DIKTAT PERALATAN TAMBANG.pdf
47/202
47
wheel excavator ) dengan dibantu alat pengangkut ban berjalan (belt conveyor ) dan pada
akhirnya alat penyebar tanah buangan ( belt spreader ).
Peralatan ini merupakan satu kesatuan mulai alat penggalinya, alat angkutnya dan
alat penyebar/pembuang tanah penutup bekerja bersama-sama dan terus menerus; karena
itu sistem ini dinamakan sistem penambangan kontinyu. Sistem penambangan ini tidak
menggunakan truk-truk dan semua pengangkutan bahn galian dilayani ban berjalan; oleh
sebab itu sistim ban berjalan sangat vital untuk cara penambangan ini, dan di Tambang
Batubara Bukit Asam mencapai kepanjangan 30 km. Sistem penambangan dengan cara
terus menerus yang diterapkan Tambang Batubara Bukit Asam, Sumatera Selatan adalah
sebagai berikut:
Lapisan tanah penutup batubara digali secara berjenjang (teras), lapis (bench) demi
lapis dengan ketebalan tertentu, sesuai dengan ukuran dan kapasitas alat penggali tanah
yang dip[akai, yaitu alat penggali mangkok putar yang dikenal dengan nama bucket-wheel
excavator (BWE). Mangkok putar di Tambang Batubara Bukit Asam ini mempunyai garis
tengah 9 meter dan mempunyai 14 buah mangkok (bucket ) dengan kapasitas efektif sekitar
1050 meter kubik gali setiap jamnya. Tanah yang siudah digali dengan alat tersebut
selanjutnya diteruskan dengan alat pengangkut berupa ban yang berada di antara alat
penggali tanah dan ban berjalan yang disebtu kereta ban atau belt wagon. Dari sini tanah
yang digali alat penggali tanah tersebut diangkut denagn memakai ban berjalan ke tempat
pembuangan tanah lapisan penutup batubara dengan melalui alat yang disebut spreader. DI
Tambang Air Laya digunakan sebanyak 5 buah BWE dan dengan sendirinya juga 5 buah
belt wagon, dan seterusnya melalui ban berjalan menuju ke ―titik pembagi‖ ban berjalan.
Di tempat ini hasil galian yang berasal dari tanah penutup akan diarahkan ke ban berjalan
yang menuju ke tempat pembuangan tanah, dan bila beruapa batubara akan diarahkan
menuju ban berjalan yang membawanya ke tempat penimbunan batubara ( stockpile). Pada
setiap jenjang (teras) akan terdapat satu unit alat penggali berupa mangkok putar ataubucket wheel excavator yang dapat menggali tanah dengan ketinggian lapisan (bench)
sampai 12 meter, tetapi bila letak ketinggian dari BWE dan belt wagon berbeda elevasinya
maka BWE dapat menggali sampai ketinggian 30 meter. Dengan demikian dapat dibuat
lapisan tanah gali (bench) sampai dengan tinggi 30 meter. Penggalian denagn memakai
BWE dapat dilakukan pada tanah diatas permukaan yaitu high cut , atau dapat pula
menggali tanah di bawah pemukaan tanah, yaitu deep cut . Pada akhir penambangan akan
diperoleh kedalaman tambnaglebih kurang 130 metyer dengan jumlah tanah penutup batubara yang harus dibuang sebanyak 340 juta BCM. Sedangkan Tempat pembuangan
-
8/19/2019 DIKTAT PERALATAN TAMBANG.pdf
48/202
48
tanah penutup (dumping disposal ) hanya dapat menampung tanah buangan sebanyak 260
juta BCM. Masalah ini akan diatasi dengan cara back filling , dimana sebagian tanah
penutup batubatra tersebut akan di buang ke dalam daerah penambanagn yang batubaranya
sudah ditambang. Produk batubara sesudah melaui titik pembagi ban berjalan akan
diangkut ke tempat tumpukan ( stockpile) batubara yang berkapasitas 250 ribu ton.
Sebuah stacker/reclamimer menimbun dan menyusun batubara ditumpukan batubara tadi
dan kemudian mengambilnya kembali dan diangkut lewat ban berjalan ke stasiun
pemuatan kereta api untuk dimasukkan ke gerbong kereta api yang mengangkutnya ke
terminal Tarahan.
4.5 Dragline
Alat ini hanya dipakai untuk batuan-batuan yang relatif lunak atau sudah lepas
(loose material ), jadi tidak untuk batuan keras dan kompak. Dipakai untuk menggali
material yang berada di bawah tempat alat tersebut berdiri (lihat gambar IV. 11.).
Gambar IV. 13. ―Dragline‖
Seperti power shovel , maka dragline juga dapta digerakkan oleh mesin uap, motor bensin,
mesin diesel, atau motor listrik. Ukuran dragline ditentukan oleh besarnya mangkuk
(bucket) yang berukuran kecil memiliki mangkuk : ¼ - 2 cu yd; yang berukuran sedang : 2-
3 cu yd, dan yang berukuran besar : 8 – 35 cu yd atau lebih. Mangkuk dengan ukuran yang
sama mungkin mempunyai berat berlainan. Hal ini tergantung dari kondisi fisik batuan
yang digali. Pada umumnya semakin keras batuan yang digali. Pada umumnya semakin
keras batuan atau tanah yang digali, semakin berat pula mangkuknya. Dan beratnya itu
dapat diletakkan di dekat gigi-gigi atau bagian depan mangkuk. Contohnya mangkok
berukuran 3 ½ cu yd mungkin memiliki berat 6000 lbs, 7100 lbs, atau 8000 lbs. Mangkuk
tersebut biasanya terbuat dari baja-mangan (manganese steel ), kecuali untuk bagian atas
dan belakangnya. Bentuknya kira-kira menyerupai keranjang (lihat gambar IV.14).Pekerjaan-pekerjaan yang dapat dilakukan atau ditangani oleh alat ini adalah :
-
8/19/2019 DIKTAT PERALATAN TAMBANG.pdf
49/202
49
Menggali lapisan tanah penutup ( stripping of overburden) yang lunak atau sedikit
keras (medium hard ), terutama untuk lapisan tanah penutup yang tidak teratur
tebalnya. Menggali dari atas jenjang (bench digging ) juga dapat dilakukannya.
Membuat terusan, selokan, trench, dll. Kalau tanahnya lunak dapat lebih effisien
daripada menggunakan power shovel . Menggali lumpur, pasir, kerikil atau batuan
yang terletak dii bawah permukaan air. Juga dapat dipakai untuk memperdalam
terusan, kanal, sungai, dll.
Membuat dam kecil dengan menggali tanah dan batuan dari daerah sekitarnya.
Menggali, lalu mengangkat, memuat atau melepaskan pasir, kerikil atau batubara
ke atas alat angkut, ―hopper ‖ atau ―belt-conveyor ‖
Gambar IV. 14
Bentuk Mangkuk ( Bucket ) Dragline
4.5.1 Cara Kerja Dragline
Penggalian dimulai dengan swing pada keadaan bucket kosong menuju ke posisimenggali, pada saat yang sama drag cable dan hoist cable dikendorkan, sehingga bucket
jatuh tegak lurus kebawah. Sesudah sampai di tanah maka drag cable ditarik, sementara
hoist cable dimainkan atau digerak-gerakkan agar bucket dapat mengikuti permukaan
tebing galian sehingga dalamnya lapisan tanah yang terkikis dalam satu pass dapat teratur
dan terkumpul dalam bucket . Terkadang hoist cable dikunci pada saat penggalian, berarti
pada saat drag cable ditarik, bucket bergerak mengikuti lingkaran yang berpusat pada
ujung boom bagian atas. Keuntungan cara ini ialah bahwa tekanan gigi bucket ke dalam
tanah adalah maksimal.
-
8/19/2019 DIKTAT PERALATAN TAMBANG.pdf
50/202
50
Operator yang berpengalaman dapat melemparkan bucket jauh ke depan dengan
tujuan mendapatkan lebar galian yang besar. Lemparan ini dilakukan dengan cara menarik
bucket dan drag cable sedemikian rupa sehingga mendekati pangkal boom, kemudian
secara mendadak dilepaskan, maka bucket akan terayun ke depan. Untuk memberikan
percepatan hoist cable nya ditarik. setelah tercapai kecepatan yang cukup, hoist cable
dilepas, maka bucket jatuh bebas menuju titik diatas permukaan yang dikehendaki.
Lemparan bucket ini juga dapat dilakukan dengan swing throw, dan hal ini hanya
diperbolehkan dilakukan oleh operator yang berpengalaman karena tingkat
pengoperasiannya yang sulit.
Setelah bucket terisi penuh, sememtara drag cable masih ditarik, hoist cable
dikunci sehingga bucket terangkat lepas dari permukaan tanah. hal ini menjaga agar
muatan tidak tumpah, juga dijaga posisi dump cable tetap tegang dan tidak berubah
kedudukannya. Kemudian dilakukan swing menuju tempat dump material dari bucket .
sebaiknya truk ditempatkan sedemikian rupa sehingga swing tidak melewati kabin truk.
Jika bucket sudah ada diatas badan truk , drag cable dikendorkan, bucket akan terjungkir
ke bawah dan muatan tertuang.
4.5.2 Produksi Dragline
Faktor-faktor yang mempengaruhi produksi dragline antara lain :
Keadaan material, apakah lunak atau keras.
Keadaan lapangan atau tempat kerjanya, misalnya :
Untuk penggalian di daerah yang berair atau di sungai akan menurunkan
produksinya sampai 25%, disebabkan banyak material yang jatuh ( spill ) bersama
air yang keluar dari mangkuknya. Sebaliknya penggalian-penggalian dangkal yang
dekat dengan jangkauan mangkuk member kenaikan produksi, karena mengurangi
gerak putar ( swing ) yang memakan waktu.
Effsiensi alat muat dan alat angkut, serta keserasian ukuran kedua alat tersebut.
Pengalaman para operatornya.
Untuk mengurangi kerugian oleh berat bucket , maka setiap ukuran ada tiga macam bucket
yang disesuaikan dengan pekerjaannya. Macam bucket tersebut antara lain :
Heavy duty, bucket untuk pekerjaan berat misalnya menggali batuan keras
Medium duty, bucket untuk pekerjaan sedang misalnya menggali kerikil, lempung.
Light duty, bucket untuk pekerjaan ringan misalnya menggali lempung pasir,
lumpur.
-
8/19/2019 DIKTAT PERALATAN TAMBANG.pdf
51/202
51
Penempatan alat ini di tempat kerjanya yang baru atau pemindahannya untuk jarak
yang jauh biasanya dilakukan dengan alat angkut lain yaitu trailer , karena jalannya sangat
pelan yaitu sekitar 1 mph. Setelah dekat dengan tempat kerjanya baru diturunkan dan
berjalan sendiri untuk mencari tempat berpijak yang kering dan cukup kuat. Keadaan
tampat kerjanya yang baru dapat bermacam-macam, tergantung dari keadaan topografi
lapangan dan tujuan kerjanya.
Gambar IV.15 Tempat Kerja ― Dragline‖
Jika daerah yang akan digali masih berupa lapangan yang datar, maka dragline
harus membuat sendiri lereng tampat kerjanya. Panjang dan pendeknya ―boom‖ tergantung
dari macam kerja yang harus dilakukan. ―boom‖ pendek dipakai untuk mengangkat dan
mengisi alat-alat angkut seperti truk, lori, dll. Sedangkan ―boom‖ yang panjang umumnya
dipergunakan untuk pekerjaan-pekerjaan penggalian dan pengupasan ( stripping ) pada
tambang-tambang alluvial, batubara, mineral industry (industrial minerals), dll
-
8/19/2019 DIKTAT PERALATAN TAMBANG.pdf
52/202
52
Tabel IV.12 Faktor Koreksi Swing dan % dalam Gali Optimal Produksi Dragline
% Tinggi OptimalSudut putar ( swing ) ,derajat
30 45 60 75 90 120 150 180
20 1.06 0.99 0.94 0.9 0.87 0.81 0.75 0.7
40 1.17 1.08 1.02 0.97 0.93 0.85 0.78 0.7260 1.24 1.13 1.06 1.01 0.97 0.88 0.8 0.74
80 1.29 1.17 1.09 1.04 0.99 0.9 0.82 0.76
100 1.32 1.19 1.11 1.05 1.00 0.91 0.83 0.77
120 1.29 1.17 1.09 1.03 0.98 0.9 0.82 0.76
140 1.25 1.14 1.06 1.00 0.96 0.88 0.81 0.75
160 1.2 1.1 1.02 0.97 0.93 0.85 0.79 0.73
180 1.15 1.05 0.98 0.94 0.90 0.82 0.76 0.71
200 1.10 1.00 0.94 0.90 0.87 0.79 0.73 0.69
Tabel IV.13 Produksi Ideal Dragline Boom Pendek dan Dalam Gali Optimal
Jenis TanahUkuran Power shovel ( cu-yd )
3/8 0.5 0.75 1.00 1.25 1.50 1.75 2.00 2.50
Lempung
berpasir, basah
5.0 5.5 6.0 6.6 7.0 7.4 7.7 8.0 8.5
70 95 130 160 195 220 245 265 300
Pasir dan kerikil5.0 5.5 6.0 6.6 7.0 7.4 7.7 8.0 8.5
65 90 125 155 185 210 235 255 295
Tanah biasa, baik6.0 6.7 7.4 8.0 8.5 9.0 9.5 9.9 10.5
55 75 105 135 165 190 210 230 265
Lempung keras7.3 8.0 8.7 9.3 10.0 10.7 11.3 11.8 12.3
35 55 90 110 135 160 180 195 230
Lempung lekat,
basah
7.3 8.0 8.7 9.3 10.0 10.7 11.3 11.8 12.3
20 30 55 75 95 110 130 145 175
Catatan : * Angka yang diatas adalah tinggi gali optimal ( feet )
** Angka yang dibawah adalah produksi ideal ( cu-yd/jam BM )
Tabel IV.14 Faktor Koreksi Keadaan Medan dan Keadaan Manajemen
Keadaan Medan Keadaan manajemen
Sangat baik Baik Sedang Kurang
Sangat Baik 0.84 0.81 0.76 0.7
Baik 0.78 0.75 0.71 0.65
Sedang 0.72 0.69 0.65 0.60
Kurang 0.63 0.61 0.57 0.52
-
8/19/2019 DIKTAT PERALATAN TAMBANG.pdf
53/202
53
Tabel IV.15 Kapasitas dan Berat Bucket Dragline
Ukuran cu-yd Kapasitas cu-ft Berat Bucket (lbs)
High duty Medium duty Light duty
3/8 11 760 880 -
0.5 17 1275 1460 21000.75 24 1640 1850 2875
1.00 32 2220 2945 3700
1.25 39 2410 3300 4260
1.50 47 3010 3750 4525
1.75 53 3375 4030 4800
2.00 60 3925 4825 5400
2.25 67 4100 5350 6250
2.50 74 4310 5675 6540