01_geoteknik tambang - supandi - pendahuluan

SUPANDI, ST, [email protected]

SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI NASIONAL (STTNAS) YOGYAKARTA.SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI NASIONAL (STTNAS) YOGYAKARTA.

September 2011

PENDAHULUAN

GEOTEKNIK TAMBANG

STTNAS Yogyakarta2010 Oct - 2010

Slide 2

GEOTEKNIK TAMBANG

Jurusan : Teknik GeologiProdi : Teknik Pertambangan Strata 1.Kode : AS7446PMata Kuliah : Geoteknik TambangSKS : 2 SKSSemester : VIIWaktu Perkuliahan : 2 x 50 menitDosen Pengampu : Supandi – ST. MTSistem Perkuliahan : Penilaian : a. Tugas, presentasi dan Diskusi, Quiz,

20% b. Ujian Tengah Semester (UTS)

30% c. Ujian akhir semester (UAS) 50%

Range Nilai : 0-20,9 = E ; 21-44 = D ; 45-60.9 = C ; 61 – 80 = B ; 81 – 100 = A

Contact Person : [email protected]


Slide 3

Textbook1. John Read and Peter Stacey, 2009, Guidelines fr Open

Pit Slope Design, CRC Press.2. William A Hustrulid, Michael K.McCarter and Dirk J.A Van

Zyl, 2000, Slope Stability in Surface Mining, Society for Mining Mettalurgy and Exploration Inc.

3. Ducan C Wyllie & Christopher W Mah, 2007-4th Edition, Rock Slope Engineering, Spon Press.

4. Charles A Kliche, 1999, Rock Slope Stability, Society for Mining Mettalurgy and Exploration Inc.

5. E. Hoek & J.W Bray, 1994, Rock Slope Engineering, Institute of Mining and Metalurgy.

6. Roy E. Hunt, 2007, Geotechnical Investigation Methods, CRC Press.

7. Roy E Hunt, 2007, Geologic Hazards, CRC Press.

STTNAS Yogyakarta2010 Sept- 2011

Slide 4

Textbook1. John Read and Peter Stacey, 2009, Guidelines fr Open

Pit Slope Design, CRC Press.2. William A Hustrulid, Michael K.McCarter and Dirk J.A Van

Zyl, 2000, Slope Stability in Surface Mining, Society for Mining Mettalurgy and Exploration Inc.

3. Ducan C Wyllie & Christopher W Mah, 2007-4th Edition, Rock Slope Engineering, Spon Press.

4. Charles A Kliche, 1999, Rock Slope Stability, Society for Mining Mettalurgy and Exploration Inc.

5. E. Hoek & J.W Bray, 1994, Rock Slope Engineering, Institute of Mining and Metalurgy.

6. Roy E. Hunt, 2007, Geotechnical Investigation Methods, CRC Press.

7. Roy E Hunt, 2007, Geologic Hazards, CRC Press.


Slide 5

GEOTEKNIK TAMBANGPENDAHULUAN

SUPANDI. ST. MT

STTNAS YOGYAKARTA


Slide 6

“Mengelola sumberdaya mineral secara terintegrasi, mengoptimalkan tingkat

keuntungan dan umur tambang, menjaga keselamatan operasi, serta merancang strategi penanganan pasca tambang”.


Slide 7

Reduced Waste $$$$

Increased Ore Extraction $$$$

Orebody

The Challenge– Design must ensure that a level of safety is achieved which is

acceptable to the owner and Regulatory bodies.– Design must ensure security of the value embodied in the

orebody.

– Design must be economically optimal so that maximum return

is obtained from the investment.


Slide 8

0

10

20

30

40

50

60d

olla

rs (

millio

ns)

35 40 45 50 55slope angle (deg)

benefits

slope instability cost

net benefit

Cost benefit curves


Slide 9

Geoteknik adalah suatu ilmu kajian rekayasa kebumian yang berkonsentrasi pada aplikasi teknologi teknik sipil untuk konstruksi yang melibatkan aplikasi

dari material alam dan terdapat pada atau dekat permukaan. Kajian meliputi kondisi geologi, sifat fisik

dan mekanis batuan.

Geoteknik tambang adalah aplikasi rekayasa geoteknik pada kegiatan penambangan baik tambang terbuka dan tambang bawah tanah. Aplikasi geoteknik

melibatkan disiplin ilmu mekanika tanah, mekanika batuan, geologi dan hidrologi.


Slide 10

LATAR BELAKANG

• PROSES PENGGALIAN MENYEBABKAN TERJADINYA DISTRIBUSI TEGANGAN BARU

• MUNCULNYA REKAHASN AKIBAT BERKURANGNYA TEGANGAN DI SEKITAR PENGGALIAN

• REKAHAN YANG TERBUKA MENYEBABKAN BERKURANGNYA KUAT GESER UNTUK MEMPERTAHANKAN DIRINYA

• AIRTANAH YANG LEWAT MELALUI REKAHAN MENURUNKAN TEGANGAN NORMAL EFEKTIF PADA BIDANG YANG BERPOTENSI RUNTUH


Slide 11

Why is Geotechnical Engineering Important?

Mining occurs in, what can be, a hazardous environment.

We are required to design and manage mines according to sound design principles to minimise the risk associated

with these hazards.

Failure to do so heightens the risk of:1. Serious injury or fatality2. Damage to, or destruction of, plant3. Loss of Ore4. Diversion of equipment and resources from production5. Loss of corporate reputation


Slide 12

Lereng yang tidak aman

• Dapat menimbulkan kerugian hilangnya nyawa manusia

• Kerugian hilangnya harta benda

• Terganggunya kegiatan produksi


Slide 13

LATAR BELAKANG GEOMEKANIK

• PROSES PENGGALIAN MENYEBABKAN TERJADINYA DISTRIBUSI TEGANGAN BARU

• MUNCULNYA REKAHASN AKIBAT BERKURANGNYA TEGANGAN DI SEKITAR PENGGALIAN

• REKAHAN YANG TERBUKA MENYEBABKAN BERKURANGNYA KUAT GESER UNTUK MEMPERTAHANKAN DIRINYA

• AIRTANAH YANG LEWAT MELALUI REKAHAN MENURUNKAN TEGANGAN NORMAL EFEKTIF PADA BIDANG YANG BERPOTENSI RUNTUH


Slide 14

EksplorasiPerencanaan

TambangOperasional

TambangPengolahan

BijihReklamasi

• Desain pit dan daerah penimbunan

• Sequence penambangan mulai dari harian, mingguan, bulanan, tahunan sampai akhir umur tambang

Didalam industri pertambangan, terutama tambang dengan produksi skala besar, perencanaan tambang memegang peran utama dari keseluruhan

proses penambangan dan kajian geoteknik memegang peranan yang sangat besar dalam segala lini kegiatan perencanaan penambangan.

• Pemetaan geologi

• Model cadangan dan model geteknik

GEOTEKNIK TAMBANG


Slide 15

PerencanaanStrategis

PerencanaanJangka Panjang

PerencanaanJangka Pendek

Produksi

Sistematika Perencanaan Tambang terdiri dari beberapa tahap dan dilakukan proses umpan balik untuk memastikan keakuratan

perencanaan. Proses operasi terus berjalan selama umur tambang. Selama berlangsung kegiatan penambangan, geoteknik memegang

peranan penting.

• Menterjemahkan arah strategi penambangan menjadi target tahunan,sekaligus menjaga sumberdaya sampai akhir umur tambang

• Membuat perencanaan tambang tahunan sampai akhir umur tambang, kwartalan, dan bulanan,

• Membuat disain push-back, melakukan optimisasi dan menyusun biaya operasi

• Perencanaan harian, mingguan dan bulanan.

• Pengawasan terhadap operasi harian dan perencanaan harian.

• Penirisan tambang, disain jalan, dan kontrol terhadap penimbunan batuan penutup.

• Peledakan, pemuatan dan pengangkutan material.

• Dispatching system.

• Menentukan strategi penambangan berdasarkan kepentingan perusahaan dan arahan manajemen


Slide 16

Peranan geoteknik sangat penting dalam kegiatan penambangan untuk memastikan semua kondisi kestabilan lereng, sebelum, pada saat dan

pasca kegiatan penambangan.

Beberapa faktor yang perlu diperhatikan:– Perencanaan Jangka Panjang (Perkiraan target untuk setiap

Pushback, disain akhir tambang, dan kapasitas alat jangka panjang) – Situasi tambang dan produksi aktual – Kapasitas alat aktual– Jalan tambang & sistem penirisan – Jalur distribusi listrik– Kapasitas pengeboran dan peledakan – Data terbaru dari Geologi, Geotek, and Hidrologi


Slide 17

RANCANGAN LERENG DIPENGARUHI

• KEKUATAN BATUAN• STRUKTUR GEOLOGI• KONDISI HIDROLOGI• KONDISI HIDROGEOLOGI• ARAH LERENG TAMBANG• GEOMETRI LERENG• DISTRIBUSI BAHAN GALIAN• METODE PENAMBANGAN• PERATURAN YANG BERLAKU


Slide 18

PEMBORAN PENGAMBILANCONTO

PELEDAKANPENGISIAN BAHAN PELEDAK

MODEL BIJIH DAN BATUAN PENUTUP

PEMASANGAN TANDABIJIH DAN PENUTUP

PEMUATANPENGANGKUTAN

RUANG KENDALI

PENGIRIMAN BIJIH KE ALAT PENGHANCUR

PENIMBUNAN BATUANPENUTUP

REKLAMASI

PENIMBUNAN BATUAN PENUTUP

DI OHS-3

STACKER WANAGON

BAWAH

LABORATORIUM

MILL

PERENCANAANTAMBANG


Slide 19

RUANGLINGKUP :

• Batuan• Struktur Geologi• Morfologi• Kebencanaan• Geologi Lingkungan• Air


Slide 20

Mine Geotechnical•Summary Introduction, purpose & issues•Chapter 1 Fundamentals of Slope Design •Chapter 2 Data Collection & Storage Methods•Chapter 3 Geological Model•Chapter 4 Structural Model•Chapter 5 Rock Mass Model•Chapter 6 Hydrogeological Model•Chapter 7 Data Uncertainty•Chapter 8 Slope Design Methods•Chapter 9 Acceptance Criteria•Chapter 10 Slope Performance and

Management•Chapter 11 Risk Management•Chapter 12 Mine Closure


Slide 21

DISCONTINUITIES WATER MATERIAL

Bedding Plane

Joint

Fault

Ground water

Surface Water

Soil

Rock

SLOPE FAILURE

FORCE

MINING METHOD

Internal force

External force

Geometry

Excavation Method

Rock Type

Properties

Dynamic Load

Seismic

Insitu Stress

Drainage

Rain Fall

Water Level

Height, dip, direction

Blasting

Shovel & truck

Static load

FACTORS AFFECTING SLOPE FAILURE


Slide 22

FAKTOR KEAMANAN

• DALAM MERANCANG LERENG DIPERLUKAN ADANYA FAKTOR KEAMANAN

• BERFUNGSI UNTUK MENGANTISIPASI KETIDAKPASTIAN DAN MENJAGA TINGKAT KEPERCAYAAN YANG RENDAH TERHADAP DATA YANG DIGUNAKAN

• PADA UMUMNYA SEMAKIN RENDAH KUALITAS PENYELIDIKAN LAPANGAN DIPERLUKAN FK YANG LEBIH BESAR

• PEMILIHAN FK BERGANTUNG KEPADA PENGALAMAN, TINGKAT KEPERCAYAAN TERHADAP DATA YANG DIMILIKI,FUNGSI, WAKTU


Slide 23

TUJUAN MEMPEROLEH RANCANGAN LERENG

YANG OPTIMUM

KEY


Slide 24

DEFINISI Bench - Benches: Level-level kegiatan penambangan dengan ketinggian

tertentu Semua kegiatan peledakan dan pertambangan akan mengikuti level-level yang telah ditentukan. Kegiatan-kegiatan pertambangan berdasarkan pada level yang telah dipilih dimaksudkan untuk mempertahankan kestabilan lereng tambang permukaan.

Bench Face Angle (BFA): Sudut kemiringan lereng yang diukur dari daerah horisontal di antara catch bench yang berurutan; lebih dikenal dengan istilah sudut kemiringan batter. c. Catch Bench: Cut bench pada buatan atau kemiringan tanah. Tujuan kemiringan adalah untuk “menangkap” material lepas yang jatuh sehingga material tersebut tidak terus jatuh ke kaki lerengan tanpa terhalang. Lebar catch bench yang dianjurkan didasarkan pada simulasi-simulasi kehilangan lebar catch bench sebagian akibat backbreak di sepanjang joint set yang merembes. d. Crest: Bagian pinggir atas suatu lereng; bagian dimana lereng bagian atas yang bertemu dengan bench.

Interramp Slope Angle (ISA): Sudut kemiringan, yang diukur dari daerah horisontal, di antara ramp yang berurutan atau jalan pengangkutan (haul road). Interramp slope terdiri dari serangkaian permukaan jenjang dan catch bench dan diukur dari crest-ke-crest atau toe-ke-toe.

Toe: Bagian paling bawah dari lerengan; tempat dimana lereng bawah bertemu dengan bench

Crest : Bagian paling atas dari sebuah lereng; ujung dari catch bench.


Slide 25

Geotechnical Rock (GTRCK) Type: Klasifikasi massa batuan geomekanik yang dimaksudkan untuk mencerminkan perilaku yang diharapkan dari suatu massa batuan yang terdapat pada lereng yang– dipotong (cut slope). Penentuan klasifikasi GTRCK didasarkan terutama sekali pada persentase RQD, kekuatan batuan yang masih utuh, dan persentase partikel-partikel berukuran clay.

Overall Slope Angle: Sudut kemiringan, yang diukur dari daerah horisontal, di antara slope crest paling atas dan kaki lereng paling bawah. Kemiringan secara keseluruhan terdiri dari serangkaian catch benches, bench faces, dan ramp dan dapat memiliki segmen interramp slope dalam jumlah banyak.

Steepening Pit Slope:Penambanhan besar sudut interamp & overall slope dari kondisi saat ini (design sebelumnya yang direkomendasikan).

Bench Face Angle (BFA): Sudut yang dibentuk oleh toe – crest.Bench Height: Tinggi vertikal dari atas sampai bottom bench (laintai).Catch Bench: Suatu bidang mendatar antara crest toe.


Slide 26

Final Wall Blasting: One of the final pit wall excavation methods that utilizes a special or modified blasting techniques with primarily targeting to minimize the damage to the pit walls. Common final wall blasting used for final pit wall excavation comprises of modified production blast, buffer row blast, trim blast, pre-splitting, etc.

Final Blast Rows: one or two rows closest to the designed wall.Production Blast Rows: Blast rows that are laid out in front of final blast rows and

usually facing out of the wall and has a free face.Stand-off Distance: A certain distance from blast rows closest to the designed toe ofthe wall. This distance will be varying depending on the rock type forming the slope. Inthis steepening trial, the distance will be determined based on the quality result of finalwall blasting.Sub-Drill: Drilling depth below the designed blasting bottom.Broken Muck: Rock or material fragmented by blasting with explosives as apreparatory step for loading and removal.Back-Break: Rock broken beyond the limits of the last row of holes marking the

outerboundary in a blast.Cracking: Small-scale displacement in the rock caused by tension stress,

mechanical forces, vibration of blast, etc.


Slide 27

Slope Failure: Gradual or rapid downslope movement of rock forming the slope under gravitational stress; often as a result of man-caused factors; e.g., removal of material from the base of a slope.

Failure Material/Debris: Any surficial accumulation of loose material detached from rock masses by alteration and mechanical means.

Over Digging: Machine (Shovel/loader) that excavates over the slope design limit.Under Cutting Slope: The process of cutting under the slope face/toe with a

shovel or other machines, so the slope can be shot down readily or causing to fall.

Loose Rocks/Ground: Broken, fragmented, or loosely cemented bedrock material that tends to slough downslope.

Scaling Face: The plucking down or Removal of loose overhanging rocks from the bench face.

Bench Drainage: A drainage system constructed along the benches to divert thesurface run-off out of mining area.Back Slope: Gentle slope surfaces that tip to the wall. In bench drainage, the

back slope is commonly tipping of 1-2%.Berm/bund: For this SOP, berm/bund is an artificial ridge of earth that is built at

the outer edge of the bench.


Slide 28

Slope Failure: Gradual or rapid downslope movement of rock forming the slope under

gravitational stress; often as a result of man-caused factors; e.g., removal of material

from the base of a slope.Slope Support: Materials placed in slope face to reinforce or to counteract or to

protectthe slope from potential rock fall and loose ground. The common reinforcementmaterials utilized are rock bolting, rock fences, wire mash.Trenching Slope: For this SOP, trenching is a cut immediately below crest line (2mdeep) constructed along the bench and narrow is made for utility lineMajor Structure Model: Defined as resulting from geological interpretation of majorstructures based on geological bench mapping of major structures (those individualstructures of greater than 15m continuity). The model carries no attributes of

structural thickness or mechanical character and the position of any structure is indicative.


Slide 29


Slide 30


Slide 31


Slide 32

01_geoteknik tambang - supandi - pendahuluan

Documents