Peledakan

BAHAN PELEDAK

MEKANIK KIMIA NUKLIR

BAHAN PELEDAK KUAT(HIGH EXPLOSIVE)

BAHAN PELEDAK LEMAH(LOW EXPLOSIVE)

PRIMER SEKUNDER PERMISSIBLE NON-PERMISSIBLE

BAHAN PELEDAK

MEKANIK KIMIA NUKLIR

BAHAN PELEDAK KUAT(HIGH EXPLOSIVE)

BAHAN PELEDAK LEMAH(LOW EXPLOSIVE)

ASLI SECARA MOLEKULER

BLASTING AGENT

NON-PERMISSIBLE

3. Peledakan3. Peledakan

1. Bahan Peledak1. Bahan Peledaka. Bahan peledak adalah suatu bahan kimia senyawa tunggal atau campuran

berbentuk padat, cair, atau campurannya yang apabila diberi aksi panas,

benturan, gesekan atau ledakan awal akan mengalami suatu reaksi kimia

eksotermis sangat cepat dan hasil reaksinya sebagian atau seluruhnya

berbentuk gas disertai panas dan tekanan sangat tinggi yang secara kimia lebih

stabil.

b. Klasifikasi Bahan Peledak

Gambar 1. Klasifikasi bahan peledak menurut J.J. Manon (1978)

Gambar 2. Klasifikasi bahan peledak

11

BAHAN PELEDAK

BAHAN PELEDAK KUAT

AGEN PELEDAKAN

BAHAN PELEDAK KHUSUS

Dinamit

Gelatine

TNT ANFO

Slurries

Emulsi

Hybrid ANFOSlurry mixtures

Seismik

Trimming

Permissible

Shaped charges

Binary

LOX

Compressed air / gas

Expansion agents

Mechanical methods

Water jets

Liquid Jet piercing

PENGGANTI BAHAN PELEDAK

1. Menurut R.L. Ash (1962), bahan peledak kimia dibagi menjadi:

a. Bahan peledak kuat (high explosive) bila memiliki sifat detonasi atau meledak

dengan kecepatan reaksi antara 5.000 – 24.000 fps (1.650 – 8.000 m/s)

b. Bahan peledak lemah (low explosive) bila memiliki sifat deflagrasi atau

terbakar kecepatan reaksi kurang dari 5.000 fps (1.650 m/s).

2. Menurut Anon (1977), bahan peledak kimia dibagi menjadi 3 jenis seperti terlihat

pada Tabel 1.

Tabel 1. Klasifikasi bahan peledak menurut Anon (1977)

JENIS REAKSI CONTOH

Bahan peledak lemah (low explosive) Deflagrate (terbakar) black powderBahan peledak kuat (high explosive) Detonate (meledak) NG, TNT, PETNBlasting agent Detonate (meledak) ANFO, slurry, emulsi

c. Bahan peledak industri adalah bahan peledak yang dirancang dan dibuat

khusus untuk keperluan industri, misalnya industri pertambangan, sipil, dan

industri lainnya, di luar keperluan militer.

Gambar 3. Klasifikasi bahan peledak menurut Mike Smith (1988)

d. Reaksi peledakan berupa reaksi eksotermis, yaitu reaksi kimia yang

menghasilkan panas.

22

e. Hasil peledakan tergantung pada kondisi eksternal saat pekerjaan tersebut

dilakukan karena kondisi eksternal akan mempengaruhi kualitas bahan kimia

pembentuk bahan peledak tersebut.

f. Panas merupakan awal terjadinya proses dekomposisi bahan kimia yang

menimbulkan pembakaran dilanjutkan dengan deflagrasi dan terakhir detonasi.

g. Bahan peledak diklasifikasikan berdasarkan kecepatan reaksi dan sifat

reaksinya menjadi bahan peledak kuat (high explosive) dan bahan peledak

lemah (low explosives).

2. Perlengkapan Peledakan2. Perlengkapan Peledakan1. Detonator

a. Detonator adalah alat pemicu awal yang menimbulkan inisiasi dalam bentuk

letupan (ledakan kecil) sebagai bentuk aksi yang memberikan efek kejut

terhadap bahan peledak peka detonator atau primer.

b. Jenis-jenis detonator adalah detonator biasa, listrik, dan nonel yang masing-

masing dibedakan dari cara pembentukan panas untuk meng-inisiasi bahan

peledak yang ada di dalam detonator.

c. Ditinjau dari waktu meledaknya detonator dibagi dua tipe, yaitu detonator

langsung (instantaneous) dan tunda (delay).

Instantaneous detonator adalah detonator yang meledak langsung setelah

sumber energi menginisiasi isian primer dan sekunder; dan

delay detonator adalah detonator yang dapat menunda sumber energi

beberapa saat, yaitu antara puluhan millisekon sampai sekon atau detik,

untuk meledakkan isian primer dan sekunder.

d. Detonator listrik tunda hanya bisa dipasang di dalam lubang ledak.

e. Detonator nonel tunda bisa dipasang di dalam lubang, disebut in-hole delay, dan

dipermukaan, trunkline atau surface delay

33

Gambar 4. Sketsa penampang detonator biasa

Gambar 5. Sketsa penampang detonator listrik

44

isian dasar(base charge)

isian utama(primer charge)

ramuan pembakar(Ignition mixture)

tabung silinder(shell)

ruang kosong disediakan untuksumbu bakar (safety fuse)

a. Detonator listrik langsung b. Detonator listrik tunda

bagian ujung yangdipotong miring

bagian ujung yangdipotong tegak lurus

Blackpowderdibakar

blackpowder bersentuhandengan ramuan pembakar

dalam detonator

SUMBU API

Gambar 6. Bagian dalam detonator nonel

2. Sumbu api (safety fuse)

Sumbu api adalah alat berupa sumbu yang fungsinya merambatkan api dengan

kecepatan tetap. Perambatan api tersebut dapat menyalakan ramuan pembakar

(ignition mixture) di dalam detonator biasa, sehingga dapat meledakkan isian primer

dan isian dasarnya.

Bagian inti dari sumbu api berupa blackpowder atau gunpowder yang tergolong

bahan peledak lemah (low explosive) dan dibungkus oleh tekstil serta dilapisi

material kedap air, misalnya aspal dan plastik.

Gambar 7. Cara pemotongan dan penyulutan sumbu api

3. Sumbu ledak (detonating cord)

Berbagai nama untuk sumbu ledak yang dikenal di lapangan antara lain detonating

cord, detonating fuse, atau cordtex. Sumbu ledak adalah sumbu yang pada bagian

55

tabung alumunium

isian dasarisian utama elemen tunda

elemen transisipenyumbat anti-statis

sumbu nonelpelapis baja

plug penutuptidak tembus air

intinya terdapat bahan peledak PETN, yaitu salah satu jenis bahan peledak kuat

dengan kecepatan rambat sekitar 6000 – 7000 m/s. Komposisi PETN di dalam

tersebut bervariasi dari 3,6 – 70 gr/m. Namun, yang sering digunakan adalah sumbu

ledak dengan isian PETN 3,6 gr/m atau 5 gr/m karena akan mengurangi kerusakan

stemming dan bahan peledak serta pengaruh air blast.

Gambar 8. Bagian-bagian sumbu ledak

Gambar 9. Cara meledakkan sumbu ledak

4. Penyambung (connector)

Penyambung maksudnya adalah perlengkapan yang diperlukan untuk meng-

hubungkan kawat listrik atau sumbu peledakan antar lubang ledak. Tujuannya antara

lain:

66

Anyaman tekstilsintetis Serat nylon

PETN Inti katunSelubungplastik

Sumbu api

DetonatorNo. 6 atau 8

Selotip kuatSumbu ledak

Ke arah rangkaianpeledakan

Leg wireDetonator

No. 6 atau 8

Selotip kuatSumbu ledak

Ke arah rangkaianpeledakan

a. Menggunakan sumbu api

b. Menggunakan detonator listrik

Sekedar menyambung leg wire antar lubang memakai kawat penyambung pada

peledakan dengan detonator listrik

Menyambung sumbu nonel antar lubang dan sekaligus mengeset waktu tunda

permukaan (surface atau trunkline delay)

Menyambung sumbu ledak antar lubang dan sekaligus mengeset waktu tunda

permukaan

Menyambung sumbu api antar lubang pada peledakan dengan detonator biasa.

5. Primer dan Booster

Primer adalah suatu istilah yang diberikan pada bahan peledak peka detonator, yaitu

bahan peledak berbentuk cartridge berupa pasta atau keras, yang sudah dipasang

detonator yang diletakkan di dalam kolom lubang ledak. Proses peledakan di dalam

kolom lubang ledak sebagai berikut:

setelah alat pemicu ledak menginisiasi detonator, maka cartridge akan meledak,

meledaknya cartridge atau primer akan memberikan energi cukup kuat untuk

menginisiasi bahan peledak utama disepanjang kolom lubang ledak.

Terdapat tiga tempat atau titik untuk meletakkan primer di dalam kolom lubang ledak

(lihat Gambar 3.1) , yaitu:

1) dibagian dasar bahan peledak dalam kolom lubang ledak, disebut bottom

priming,

2) dibagian tengah bahan peledak dalam kolom lubang ledak, disebut deck atau

middle priming,

3) dibagian atas bahan peledak dalam kolom lubang ledak, disebut top atau collar

priming,

Cara pembuatan primer pada prinsipnya sama untuk semua jenis detonator, yaitu

menyisipkan detonator pada dinamit atau cartridge

Ketika menyisipkan detonator pada cartridge atau dinamit, disarankan untuk

membuat lubang seukuran diameter detonator menggunakan kayu atau bamboo

atau bukan dari penusuk dari logam

Booster didefinisikan sebagai bahan peka detonator yang dimasukkan ke dalam

kolom lubang ledak berfungsi sebagai penguat energi ledak (Gambar 3.2.a).

77

Gambar 10. Posisi primer di dalam kolom lubang ledak

Gambar 11. Perbedaan booster dan primer serta karakter energi ledak ANFO

3. Peralatan Peledakan3. Peralatan Peledakana. Blasting machine (BM) atau exploder sebagai pemicu ledak yang dilengkapi

dua terminal (kutub) listrik positif dan negatif.

b. Untuk memperlancar peledakan listrik diperlukan alat pendukung, yaitu alat

pengukur tahanan (blastometer atau BOM), alat pengukur kebocoran arus listrik,

multimeter peledakan, pengukur efisiensi kerja blasting machine, alat detektor

petir dan kawat utama (lead wire). Alat pendukung harus dipersiapkan untuk

menjamin keselamatan dan keamanan kerja peledakan listrik.

88

Penyumbat(stemming)

Dari detonator bisa berupa:- Kabel listrik ; - Sumbu Ledak- Sumbu nonel ; - Sumbu Api

Kolom lubangledak

Bahan peledakutama

(Primary Charge)

BOTTOMPRIMING

DECK(MIDDLE)PRIMING

TOP(COLLAR)PRIMING

c. Tamper yaitu semacam tongkat dari kayu yang berfungsi untuk memadatkan

stemming.

d. Peralatan pengamanan peledakan harus selalu dipersiapkan pada saat

pelaksanaan peledakan. Minimal yang harus tersedia adalah radio komunikasi

(HT), sirine, bendera merah atau pita pembatas area yang akan diledakkan, dan

rambu-rambu di lokasi yang diperkirakan terkena dampak negatif langsung

akibat peledakan.

4. Pola Pemboran dan Peledakan4. Pola Pemboran dan Peledakana. Pada tambang terbuka terdapat tiga pola pengeboran, yaitu:

pola bujursangkar (square pattern), jarak burden dan spasi sama

pola persegipanjang (rectangular pattern), jarak spasi dalam satu baris lebih

besar dibanding burden, dan

pola zigzag (staggered pattern), antar lubang bor dibuat zigzag yang bisa

berasal dari pola bujursangkar maupun persegipanjang.

b. Pada tambang bawah tanah terdapat empat pola pengeboran dasar, yaitu:

Center cut disebut juga pyramid atau diamond cut

Wedge cut disebut juga V-cut, angled cut atau cut berbentuk baji

Drag cut atau pola kipas

Burn cut disebut juga dengan cylinder cut

c. Pola peledakan menunjukkan urutan atau sekuensial ledakan dari sejumlah

lubang ledak. Beberapa keuntungan yang diperoleh dengan menerapkan waktu

tunda pada sistem peledakan antara lain adalah:

Mengurangi getaran

Mengurangi overbreak dan batu terbang (fly rock)

Mengurangi gegaran akibat airblast.

Dapat mengarahkan lemparan fragmentasi batuan

99

Gambar 12. Sketsa pola pengeboran pada tambang terbuka

d. Pada tambang terbuka pola peledakan dapat diatur antar baris, antar

beberapa lubang, atau antar lubang. Sedangkan pada bukaan bawah tanah

selalu diawali dengan peledakan cut untuk membuka bidang bebas baru.

Gambar 13. Peledakan pojok dengan pola staggered dan sistem

inisiasi echelon serta orientasi antar retakan 90

1010

1234

2345

3456

SETELAH PELEDAKAN

14 3 2

25 4 3

36 5 4

B

B

B

1,4 B 1,4 B 1,4 B 1,4 B

w

y

SEBELUM PELEDAKAN

Arah lemparan batuan

Bidang bebas Bidang bebas

Bidang bebas Bidang bebas

a. Pola bujursangkar b. Pola persegipanjang

c. Pola zigzag bujursangkar d. Pola zigzag persegipanjang

3 m

3 m

3 m

2,5 m

3 m

3 m

3 m

2,5 m

Gambar 14. Peledakan pojok antar baris dengan pola bujursangkar

dan sistem inisiasi echelon

Gambar 15. Peledakan pojok antar baris dengan pola staggered

1111

1

2

3SETELAH PELEDAKAN

1234

SETELAH PELEDAKAN

14 3 2

14 3 2

14 3 2

B

1.4B

1,4 B 1,4 B 1,4 B 1,4 B

w

y

SEBELUM PELEDAKAN

1.4B

B

2B


11 1 1

22 2 2

33 3 3

B

2B 2B 2B 2B

w

y

SEBELUM PELEDAKAN

B

1,4B

B

B


Gambar 16. Peledakan pada bidang bebas memanjang dengan

pola V-cut persegi panjang dan waktu tunda bebas

Gambar 17. Kelompok lubang pada pemuka kerja suatu terowongan

1212

SETELAH PELEDAKAN

123

65

42 3 4

56

346

54

78

6 78

w

41 2 3

36 4

58 7 6

B 1,4 B 1,4 B 1,4 BSEBELUM PELEDAKAN

24 3

64 5

86 7

B

B

B

5

1,4 B B

y


Tinggiabutment

Tinggibusur

Roof holes atauback holes

Stoping holes atauhelper holes ataureliever holes

Wall holesatau rib holes

Cut holes

Cut spreader holesatau raker holes

Floor holes ataulifter holes

Gambar 18. Pola peledakan dengan burn cut pada suatu terowongan

1313

5,2 m

7,5 m

9

9

1010

11

11

11

11

12 12

12

12

13

13 13

13

14

14

1414

14

14

15

15

15

15

15

15

15 1616

16

16

16

1616

16

16

16 17

17

17

1717

17

17

1718 18

18

1818181818181818

18

18

1919

1

8

7

6

5

43

2

Gambar 19.

Pola peledakan dengan wedge cut

pada suatu terowongan

Gambar 20.

Pola peledakan dengan drag cut

pada suatu terowongan

e. Faktor teknis yang menentukan keberhasilan peledakan terutama ditentukan

oleh diameter lubang ledak, ketinggian jenjang dan fragmentasi hasil peledakan

f. Geometri peledakan terdiri dari sejumlah parameter jarak atau panjang yang

terdiri dari spasi, burden, tinggi jenjang, kedalaman kolom lubang ledak,

penyumbat (stemming), panjang kolom isian bahan peledak utama, dan

subdrilling.

g. Powder factor (PF) adalah perbandingan antara volume peledakan dengan

jumlah bahan peledak yang dipakai. PF biasanya sudah ditetapkan oleh

perusahaan karena merupakan hasil dari beberapa penelitian sebelumnya dan

juga karena berbagai pertimbangan ekonomi.

Gambar 21. Terminologi dan simbul geometri peledakan

Keterangan :

B = burden ; L = kedalaman kolom lubang ledak

1414

B

T

PCL

H

J

a. Lubang ledak vertikal

T

PC

LH

J

B

B

b. Lubang ledak miring

α

S = spasi ; T = penyumbat (stemming)

H = tinggi jenjang ; PC = isian utama (primary charge atau powder column)

J = subdrilling

Gambar 22. Lubang ledak vertikal dan miring

Keterangan :

B = burden sebenarnya (true burden)

B’ = burden semu (apparent burden)

= Sudut kemiringan kolom lubang ledak

5. Secondary Blasting5. Secondary Blastinga. Peledakan bongkah batu atau secondary blasting adalah peledakan untuk

memperkecil bongkah tersebut agar terbentuk fragmentasi batuan yang

berukuran sesuai dengan pekerjaan selanjutnya.

b. Teknik peledakan bongkah bisa blockholing (pop shooting), mud capping (plaster

shooting) dan snakeholing

1515

arah

pengeboran

Gambar 23. Peledakan ulang dengan cara blockholing.

Gambar 24. Beberapa cara peledakan mudcapping

Gambar 25. Sketsa snackholing

6. Gagal Ledak (Misfire)6. Gagal Ledak (Misfire) “Gagal ledak” adalah istilah yang diberikan kepada bahan peledak yang tidak

meledak di dalam kolom lubang ledak.

Terdapat beberapa ciri awal untuk mengindikasikan bahwa suatu lubang ledak tidak

meledak, antara lain:

Perhatikan dari jauh asap yang keluar dari dalam lubang yang tidak meledak,

biasanya mengalir dengan konstan. Apabila tidak bisa, maka setelah 15 menit

1616

untuk peledakan listrik atau 30 menit untuk peledakan dengan sumbu api,

lakukan pemeriksaan pada tumpukan fragmentasi hasil peledakan untuk

mengamati sisa asap yang keluar dari lubang.

Terbentuk banyak bongkah batuan hasil peledakan.

Bila menggunakan sistem peledakan listrik carilah kawat yang masih terlihat

diantara tumpukan fragmentasi hasil peledakan.

Bila menggunakan sistem sumbu ledak carilah sumbu ledak di sekitar tumpukan

fragmentasi. Sumbu ledak tidak akan tersisa apabila betul-betul meledak.

Beberapa cara mengatasi gagal ledak adalah:

Bila masih terlihat kawat detonator dan diperiksa masih aktif atau sumbu

ledak, maka dapat diledakkan ulang menggunakan blasting machine.

Bila kawat dan sumbu ledak tidak terlihat, dapat dilakukan peledakan ulang

dengan terlebih dahulu mengeluarkan stemming menggunakan kompresor.

Membongkar lubang ledak menggunakan alat gali misalnya shovel, backhoe

atau dragline. Cara ini merupakan alternatif terakhir apabila tidak ada cara lain

yang relative lebih aman.

Menetralisir bahan peledak ANFO dengan cara menuangkan atau menyem-

protkan air ke dalam lubang gagal ledak. Yang perlu dingat bahwa bahan

peledak emulsi, watergel, slurry dan cartridge (primer) tidak dapat larut. Oleh

sebab itu tetap harus dilakukan penggalian atau peledakan ulang untuk

mengatasi lubang gagal ledak.

7. Zero Oksigen Balance7. Zero Oksigen BalanceTujuan dari peledakan pada suatu tambang adalah membentuk “Zero Oksigen

Balance” yaitu unsur-unsur hydrogen, nitrogen, oksigen dan karbon di dalam bahan

peledak tersebut harus dibuat sebanding sedemikian rupa sehingga gas-gas yang

terjadi pada waktu peledakan semua unsur-unsur H bereaksi menjadi H2O, unsur-

unsur N dibebaskan sebagai molekul-molekul N2, unsur-unsur C bereaksi

membentuk CO2.

Bila jumlah O2 tidak cukup disebut “Negative Oksigen Balance” terbentuk gas CO,

bila jumlah O2 berlebihan disebut “Positive Oksigen Balance” terbentuk gas NO2.

1717

Rumus ZOB :

Oo – 2Co – ½ Ho = 0

Rumus tersebut dapat dikoreksi dengan :

( Oo – ½ Nao – Cao ) - 2Co – ½ Ho = 0

Dimana :

Oo = jumlah oksigen yang terdapat pada bahan peledak tersebut.

Co = jumlah oksigen yang diperlukan untuk mengikat C.

Ho = jumlah oksigen yang diperlukan untuk mengikat H.

Nao = jumlah oksigen yang diperlukan untuk mengikat Na.

Cao = jumlah oksigen yang diperlukan untuk mengikat Ca.

Contoh :

AN + FO CO2 + H2O + N2

AN = NH4NO3 FO = CH2

BM AN = 14 + 4 + 14 + 48 BM FO = 12 + 2

= 80 = 14

Gram ataom dalam AN : Gram atom dalam FO :

Grat N = 2 / 80 x 100% Grat C = 1 / 14 x 100%

= 2,5 grat = 7,14 grat

Grat H = 4 / 80 x 100% Grat H = 2 / 14 x 100%

= 5 grat = 14,28 grat

Grat O = 3 / 80 x 100%

= 3,75 grat

Menghitung perbandingan bahan-bahan dalam bahan peledak dimana persamaan

reaksinya tidak diketahui :

a AN + b FO = c CO2 + d H2O + e N2

a NH4NO3 + b CH2 c CO2 + d H2O + e N2

% Ho No Oo Co

1818

AN X 5,00 X 2,50 X 3,75 X

FO Y 14,28 Y - - 7,14 Y

Total 1,00 (5,00X + 14,28Y) 2,50 X 3,75 X 7,14Y

Karena X + Y = 100%, maka X + Y = 1

OB = Oo – 2Co – ½ Ho

Substitusikan angka gram setiap elemen ke dalam persamaan :

OB = 3,75 X - 2 (7,14 Y) - ½ (5,00 X + 14,28 Y) = 0

= 3,75 X - 14,28 Y) - 2,5 X - 7,14 Y)

= 1,25 X - 21,42 Y

1,25 X = 21,42 Y

X = 17,136 Y

X + Y = 1 , maka

17,136 Y + Y = 1

18,136 Y = 1

Y = 0,055 (5,5% FO)

X = 0,945 (94,5% AN)

Jadi campuran yang tepat adalah 94,5% AN dan 5,5% FO

KOMPOSISI BAHAN PELEDAK

NAMA BERAT MOLEKUL

FORMULA KOMPOSISI (grat/100 gr)C H N O

NG

TNT

Wood Pulp

AN

Sodium Nitrate

227,09

227,13

-

80,1

85,01

C3H5(NO2)3

C6H2CH3(NO2)3

-

NH4NO3

NaNO3

1,321

3,082

4,170

-

Na=1,176

0,999

2,202

2,201

6,300

4,997

-

1,321

1,321

-

2,498

1,176

3,963

2,642

2,140

3,748

3,530

1919

Cal.Car

Celluoce

100,09

-

CaCO3

3,710Ca=0,999 -

-

3,000

3,090

2020

Peledakan

Documents

Transcript of Peledakan