Praktikum Teknik Peledakan 2014
BAB V
GROUND VIBRATION
5.1. Dasar Teori
Kegiatan peledakan menghasilkan 2 (dua) jenis energi, yaitu work energy dan
waste energy (Konya and Walter, 1990). Work energy merupakan energi peledakan
yang menyebabkan terpecahnya batuan. Energi ini terbagi menjadi dua, yaitu shock
energy dan gas energy. Pada saat peledakan terjadi, tidak semua energi yang
dihasilkan akan digunakan untuk menghasilkan fragmen batuan. Energi sisa yang
dihasilkan ini disebut waste energy. Waste energy terdiri dari light, heat, sound,
dan seismic energy . Waste energy (terutama seismic) dapat menimbulkan efek yang
berbahaya dan tidak menguntungkan dalam kegiatan peledakan.
*Sumber : Konya. J. C., and Edward. J. W., 1990
Gambar 5.1Klasifikasi Energi Hasil Ledakan
Energi peledakan menyebabkan terjadinya elastic deformation yang dapat
menghasilkan stress wave (body wave). Stress wave (body wave) kemudian
merambat melalui massa batuan dan menimbulkan dampak ground vibration.
Ground vibration terjadi pada daerah elastis (elastic zone). Di daerah ini tegangan
yang diterima material lebih kecil daripada kekuatan material sehingga hanya
menyebabkan perubahan bentuk dan volume. Peledakan jika tidak didesain dengan
Rizqi Nishpuanis Sofyan 5-1H1C112246
Praktikum Teknik Peledakan 2014
baik dapat menghasilkan tingkat ground vibration yang dapat menimbulkan
kerusakan pada, antara lain :
1. Desain tambang dan bangunan-bangunan di wilayah konsesi tambang
2. Bangunan-bangunan & lingkungan di luar wilayah konsesi tambang
(Hustrulid, 1999)
Dalam Blasting Guideline Manual (Rosenthal & Morlock, 1987) yang
dikeluarkan oleh US Office of Surface Mining Reclamation & Enforcement
(OSMRE)., dinyatakan bahwa setiap kegiatan peledakan menghasilkan ground
vibration dengan 3 (tiga) kriteria, yaitu: Peak Particle Velocity (PPV), PeakParticle
Acceleration (PPA) dan Peak Particle Displacement (PPD). Dari beberapa
penelitian, Peak Particle Velocity (PPV) merupakan kriteria yang paling
berpengaruh dalam analisa tingkat ground vibration.
1.1.1. Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Tingkat Ground Vibration
Terdapat banyak faktor yang mempengaruhi dalam kontrol tingkat ground
vibration hasil kegiatan peledakan. Ground vibration hasil kegiatan peledakan
dipengaruhi oleh dua faktor utama, yaitu faktor yang dapat dikontrol dan yang tidak
dapat dikontrol. Yang tergolong dalam faktor yang tak dapat dikontrol adalah faktor
geologi, geomekanik batuan dan kondisi alam.
Tabel 5.1Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Tingkat Ground Vibration
*Sumber : Jaka, 2010
Rizqi Nishpuanis Sofyan 5-2H1C112246
Praktikum Teknik Peledakan 2014
Berikut ini adalah faktor yang dapat dikontrol, yang mempengaruhi ground
vibration, antara lain :
a. Muatan Bahan Peledak per Waktu Tunda
Besarnya vibrasi yang dihasilkan peledakan dipengaruhi oleh jumlah muatan
total bahan peledak per waktu tunda. Biasanya selisih waktu maksimal yang
merupakan satu waktu tunda adalah sebesar 17 ms. Jadi lubang–lubang tembak yang
mempunyai selisih waktu meledak kurang dari sama dengan 17 ms, dianggap
meledak bersamaan. Jumlah muatan total handak yang dianggap meledak dalam satu
waktu ini merupakan muatan bahan peledak per waktu tunda. Semakin besar muatan
bahan peledak per waktu tunda, maka tingkat ground vibration yang dihasilkan juga
akan semakin meningkat.
b. Jarak dari Titik atau Area Peledakan
Jarak dari titik atau area peledakan, juga memberikan pengaruh yang besar
terhadap tingkat ground vibration yang dihasilkan, seperti juga muatan maksimal
bahan peledak per waktu tunda. Semakin dekat suatu titik pengukuran ground
vibration ke titik atau area peledakan, maka tingkat ground vibration yang terukur
akan semakin besar.
c. Geometri Peledakan
Pada peledakan jenjang, geometri peledak an terdiri dari : diamater lubang
ledak (D), burden (B), spasi (S), tinggi jenjang (H), kedalaman total lubang ledak
(L), panjang stemming (T), panjang kolom isian bahan peledak (PC), dan panjang
subdrilling (J). Faktor geometri peledakan, erat kaiatannya dengan jumlah
pemakaian bahan peledak. Semakin banyak jumlah bahan peledak yang digunakan,
maka tingkat ground vibration yang dihasilkan besar.
d. Jenis Bahan Peledak
Bahan peledak yang memberikan tekanan kecil terhadap lubang tembak akan
menghasilkan tingkat ground vibration yang kecil. Jenis bahan peledak yang
menghasilkan tekanan lubang tembak kecil biasanya memiliki densitas dan tekanan
detonasi yang kecil, contohnya adalah ANFO yang sering digunakan untuk
peledakan jenjang pada tambang–tambang batubara secara open pit.
Rizqi Nishpuanis Sofyan 5-3H1C112246
Praktikum Teknik Peledakan 2014
e. Waktu Tunda (Delay Period)
Interval waktu tunda antar lubang ledak sangat mempengaruhi tingkat ground
vibration yang dihasilkan. Jika interval waktu tunda tersebut makin besar, maka
kemungkinan jumlah bahan peledak yang dianggap meledak bersamaan (selisih
waktu meledak kurang dari sama dengan 17 ms) akan makin kecil, sehingga tingkat
ground vibration yang dihasilkan akan makin kecil.
f. Arah Inisiasi
Arah inisiasi peledakan terbagi menjadi dua, yaitu berpotongan dengan arah
penyebaran batuan (berpotongan strike) dan searah dengan arah penyebaran batuan
(searah strike). Pada arah inisiasi berpotongan strike, penyebaran energi seismik
hasil peledakan akan terhambat oleh beberapa lapisan batuan. Sedangkan pada arah
inisiasi searah strike, penyebaran energi seismik hasil peledakan akan merambat
tanpa hambatan dari lapisan batuan. Hal tersebut menyebabkan penyebaran energi
seismik hasil peledakan akan lebih besar pada arah inisiasi searah strike, daripada
arah inisiasi berpotongan strike.
*Sumber : Jaka, 2010
Gambar 5.2Arah Inisiasi Berpotongan Strike
Rizqi Nishpuanis Sofyan 5-4H1C112246
Praktikum Teknik Peledakan 2014
5.1.2. Mekanisme Pengukuran Tingkat Ground Vibration
Setiap kegiatan peledakan mengahasilkan ground vibration yang memiliki 3
kriteria, yaitu : Peak Particle Velocity (PPV), Peak Particle Acceleration (PPA),
dan Peak Particle Displacement (PPD). Ground Vibration yang dihasilkan dalam
proses peledakan umumnya dinyatakan dalam peak particle velocity (PPV) dan
biasanya menggunakan satuan ft/sec, in/sec, dan mm/sec. Komponen Ground
Vibration hasil kegiatan peledakan digolongkan menjadi 3 (tiga) jenis menurut arah
gerakan partikel, yaitu :
a. Gerakan Longitudinal (radial) adalah gerakan partikel ke/dari depan dan belakang.
b. Gerakan Transverse (tangensial) adalah gerakan partikel tanah atau batuan dari
satu sisi ke sisi yang lain.
c. Gerakan Vertikal adalah gerakan partikel ke/dari atas dan bawah.
*Sumber : Jaka, 2010
Gambar 5.3Variasi Pergerakan Partikel Karena Bentuk Gelombang Getaran
(a) tekan-longitudinal, (b) geser-transversal, (c) Rayleigh-mewakili vertical
Untuk pengukuran tingkat ground vibration pada saat ini menggunakan
Blastmate. Blastmate digunakan untuk mengukur tingkat ground vibration dengan 3
arah gerakan partikel) dan tekanan udara (tingkat kebisingan/airblast). Alat ini
bekerja dengan 2 (dua) sistem penting dalam monitoring tingkat ground vibration
dan airblast, yaitu sensor dan recorder . Sistem ini memungkinkan alat beroperasi
Rizqi Nishpuanis Sofyan 5-5H1C112246
Praktikum Teknik Peledakan 2014
untuk mengukur tingkat ground vibration dan airblast untuk kemudian disimpan
secara otomatis dalam memory pada alat blastmate tersebut.
*Sumber : Jaka, 2010
Gambar 5.4Monitoring Ground vibration dengan Blastmate
5.1.3. Kontrol Tingkat Ground Vibration Hasil Peledakan
Cara yang praktis dan efektif untuk mengontrol tingkat ground vibration
adalah dengan menggunakan Scaled Distance. Scaled Distance memungkinkan
pelaksana lapangan menentukan jumlah bahan peledak yang diperlukan atau jarak
aman untuk muatan bahan peledak yang jumlahnya telah ditentukan. Konsep Scaled
Distance dapat di rumuskan sebagai berikut :
Dimana :
V = Kecepatan partikel
H = Konstanta proporsionalitas
D = Jarak titik pengukuran ke titik peledakan
Rizqi Nishpuanis Sofyan 5-6H1C112246
…................................. (5.1)
…................................. (5.2)
Praktikum Teknik Peledakan 2014
W = Muatan bahan peledak yang dianggap meledak bersamaan
Β = Konstanta
SD = Scaled Distance
5.1.4. Metode untuk Mengurangi Tingkat Ground Vibration
Desain peledakan merupakan kunci dasar untuk mengurangi tingkat Ground
Vibration akibat kegiatan peledakan. Adapun beberapa cara yang dapat diterapkan
untuk mengurangi tingkat ground vibration, antara lain :
a. Peledakan dengan Waktu Tunda
Cara pertama adalah menggunakan metode peledakan dengan waktu tunda.
Secara teoritis, lubang yang meledak dalam satu waktu dibandingkan dengan lubang
yang meledak menggunakan waktu tunda (dengan perbandingan jumlah/berat lubang
yang sama dan jumlah bahan peledak yang sama) akan menghasilkan tingkat ground
vibration yang berbeda. Pada peledakan dengan waktu tunda, jumlah/berat bahan
peledak yang meledak akan dibagi-bagi sesuai dengan penggolongan waktu
tundanya. Hal tersebut membuat daya ledak akan terbagi oleh waktu tunda, sehingga
tingkat ground vibration yang dihasilkan kecil jika dibandingkan dengan peledakan
tanpa waktu tunda.
Ada dua jenis tipe peledakan waktu tunda, yaitu :
1) Hole by hole yaitu Peledakan dengan waktu tunda yang didesain untuk meledak
lubang per lubang.
2) Row by row yaitu dengan waktu tunda yang didesain untuk meledak baris per
baris.
b. Mengurangi Diameter Lubang Ledak
Cara lain yang digunakan untuk mengurangi tingkat ground vibration akibat
peledakan adalah dengan mengurangi ukuran diameter lubang ledak. Hal ini
bertujuan untuk mengurangi jumlah/berat peledak yang digunakan, sehingga daya
ledak menjadi berkurang dan mengurangi tingkat ground vibration yang dihasilkan.
Rizqi Nishpuanis Sofyan 5-7H1C112246
Praktikum Teknik Peledakan 2014
c. Line Drilling
Line Drilling merupakan cara untuk mengurangi tingkat ground vibration
dengan membuat baris lubang yang berdiameter kecil (tidak lebih dari 3 in), dengan
spasi yang cenderung rapat dan tidak diisi bahan peledak. Biasanya untuk meredam
tingkat ground vibration pada massa batuan yang tidak stabil.
d. Decking
Decking juga salah satu cara untuk mengurangi tingkat ground vibration hasil
kegiatan peledakan. Decking dilakukan dengan cara membagi total kolom isian
dengan menempatkan stemming di dalam kolom isian sehingga kolom isian terbagi
menjadi beberapa segmen. Masing-masing bagian di dalam kolom isian dipisah
dengan waktu tunda, sehingga membuat bahan peledak tidak meledak pada waktu
yang sama. Hal tersebut menyebabkan penuruan tingkat ground vibration yang
dihasilkan.
*Sumber : Hemphill. G. B., 1981
Gambar 5.5Decking
Rizqi Nishpuanis Sofyan 5-8H1C112246
Praktikum Teknik Peledakan 2014
e. Air Decking
Air decking merupakan salah satu cara untuk mengurangi tingkat ground
vibration hasil kegiatan peledakan. Metode ini dilakukan dengan cara memberi ruang
pembatas berupa udara (air deck) antara kolom isian bahan peledak dengan
stemming. Untuk memberikan ruang antara kolom isian handak dengan stemming
diberikan penyumbat yang disebut dengan Stemming Block (SB). Tujuan akhirnya
adalah mengurangi volume isian bahan peledak, sehingga daya ledak dan tingkat
ground vibration menjadi berkurang.
*Sumber : Jaka, 2010
Gambar 5.6Air Decking
f. Benching
Benching merupakan cara lain yang digunakan untuk mengurangi tingkat
ground vibration . Cara ini dilakukan dengan mengecilkan atau mengurangi tingkat
kedalaman yang didesain untuk tinggi jenjang dari total rencana final kedalaman.
Contoh, jika final kedalaman yang direncanakan adalah 60 ft, maka jika
menggunakan cara benching kedalaman tersebut dipotong/dikurangi 30 ft atau lebih.
Dalam contoh tersebut, untuk mencapai target final kedalaman maka peledakan
jenjang direncanakan menjadi 2 (dua) tahap. Hal tersebut akan mengurangi
jumlah/berat bahan peledak sehingga daya ledak dan tingkat ground vibration
menjadi berkurang.
Rizqi Nishpuanis Sofyan 5-9H1C112246
Praktikum Teknik Peledakan 2014
*Sumber : Hemphill. G. B., 1981
Gambar 5.5.Benching
5.1.5. Standar Tingkat Ground Vibration
Untuk bisa menentukan potensi yang diakibatkan oleh ground vibration, dapat
di dasarkan atas unit kecepatan. Kecepatan partikel (velocity) merupakan unit
kecepatan dari kriteria ground vibration yang lebih berhubungan langsung sebagai
penyebab potensi kerusakan daripada percepatan (acceleration) ataupun perpindahan
(displacement). Untuk pengukuran tingkat ground vibration pada saat ini
menggunakan blastmate. Blastmate digunakan untuk mengukur tingkat ground
vibration (dengan 3 arah gerakan partikel) dan tekanan udara (tingkat
kebisingan/airblast). Alat ini bekerja dengan 2 (dua) sistem penting dalam
monitoring tingkat ground vibration dan airblast, yaitu sensor dan recorder.
Sistem ini memungkinkan alat beroperasi untuk mengukur tingkat ground vibration
dan airblast untuk kemudian disimpan secara otomatis dalam memory pada alat
Blastmate tersebut. Beberapa penelitian telah dilakukan dalam usaha untuk
memahami dan mengontrol ground vibration.
Rizqi Nishpuanis Sofyan 5-10H1C112246
Praktikum Teknik Peledakan 2014
Adapun hasil penelitian untuk mengontrol ground vibration adalah sebagai
berikut :
a. Dyno Nobel dalam bukunya “ Efficient Blasting Techniques, 1998”
Dyno Nobel mengklasifikasikan kerusakan akibat peledakan sebagai berikut :
1) Ambang kerusakan : 13 – 70 mm/detik
2) Kerusakan ringan : 70 – 140 mm/detik
3) Kerusakan berat : lebih dari 140 mm/detik
b. Call & Nicholas, Inc
Call & Nicholas, Inc mengklasifikasikan kerusakan akibat peledakan sebagai
berikut :
1) Tidak ada kerusakan : 50.8 mm/detik
2) Sedikit kerusakan : 254 mm/detik
3) Sedang hingga sangat rusak : 635 mm/detik
4) Batuan menjadi sangat rusak : 2540 mm/detik
c. Langefors, Westerberg dan Kihlstron (1958)
Langefors, Westerberg dan Kihlstron mengklasifikasikan kerusakan akibat
peledakan sebagai berikut :
1) Daerah tidak ada kerusakan : kurang dari 2,8 inch/detik
2) Daerah retakan kecil : 4,3 inch/detik
3) Daerah retakan : 6,3 inch/detik
4) Daerah retakan berat : 9,1 inch/detik
Rizqi Nishpuanis Sofyan 5-11H1C112246
Praktikum Teknik Peledakan 2014
Di Indonesia, parameter kontrol tingkat getaran diatur dalam Keputusan
Menteri Negara Lingkungan Hidup No. KEP - 49 /MENLH/11/1996. Adapun baku
tingkat tersebut, antara lain :
Tabel 5.2Baku Tingkat Getaran Mekanik Berdasarkan Dampak Kerusakan
KEP - 49 /MENLH/11/1996/Lampiran II
*Sumber : Jaka, 2010
Rizqi Nishpuanis Sofyan 5-12H1C112246
Praktikum Teknik Peledakan 2014
Tabel 5.3Baku Tingkat Getaran Mekanik Berdasarkan Jenis Bangunan
KEP - 49 /MENLH/11/1996/Lampiran III
*Sumber : Jaka, 2010
Tabel 5.4Baku Tingkat Getaran Kejut
KEP - 49 /MENLH/11/1996/Lampiran IV
*Sumber : Jaka, 2010
Rizqi Nishpuanis Sofyan 5-13H1C112246
Praktikum Teknik Peledakan 2014
2.1. Alat dan Bahan
5.2.1. Alat
Adapun alat-alat yang digunakan dalam praktikum kali ini, antara lain :
a. Laptop atau PC computer
b. Blastmate
5.2.2. Bahan
Adapun bahan-bahan yang digunakan dalam praktikum kali ini, antara lain :
a. Software Blastware
5.3. Prosedur Kerja
Langkah kerja dalam penggunaan blastmate adalah sebagai berikut :
1. Switch tombol on untuk menyalakan blastmate
2. Pada tombol program pilih bagian record untuk mengganti atau mengatur mode
dan time pada blastmate.
3. Pada bagian trigger pilih source untuk menggunakan mic dan/atau geo, mic
merupakan alat yang digunakan untuk menangkap suara hasil dari peledakan
sedangkan geo menangkap getaran hasil dari peledakan yang dipasang pada
permukaan tanah.
4. Pada bagian option pilih notes untuk menambahkan catatan pada pengaturan
sebelumnya, kemudian pilih time/day untuk menambahkan waktu dan harinya.
5. Pada tombol run pilih bagian review setups untuk mereview hasil dari pengaturan
yang telah dilakukan.
6. Start monitor untuk memulai pekerjaan dari blastmate.
Rizqi Nishpuanis Sofyan 5-14H1C112246