Top Banner
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Geoteknik atau dikenal sebagai engineering geology merupakan bagian dari rekayasa perencanaan tambang (mine plan) yang didasarkan pada pengetahuan yang terkumpul selama sejarah penambangan. Seorang mine plan yang merancang terowongan, jalan raya, bendungan atau yang lainnya memerlukan suatu estimasi bagaimana tanah dan batuan akan merespon tegangan, sehingga dalam hal ini penyelidikan geoteknik merupakan bagian dari uji lokasi dan merupakan dasar untuk pemilihan lokasi. Bagian dari ilmu geoteknik yang berhubungan dengan respon material alami terhadap gejala deformasi disebut dengan geomekanika. Didalam operasi penambangan, masalah kemantapan lereng akan ditemukan pada Penggalian Tambang Terbuka (open pit ataupun open cut), bendungan untuk cadangan air kerja, di tempat – tempat penimbunan bahan buangan (tailing disposal) dan di penimbunan bijih (stockyard). Apabila lereng yang terbentuk sebagai akibat dari proses penambangan (pit slope) maupun yang merupakan sarana penunjang operasi penambangan 1
36

GeoTek Kestabilan Lereng

Aug 08, 2015

Download

Engineering

Ayu Kuleh Putri
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Page 1: GeoTek Kestabilan Lereng

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Geoteknik atau dikenal sebagai engineering geology merupakan

bagian dari rekayasa perencanaan tambang (mine plan) yang didasarkan pada

pengetahuan yang terkumpul selama sejarah penambangan. Seorang mine

plan yang merancang terowongan, jalan raya, bendungan atau yang lainnya

memerlukan suatu estimasi bagaimana tanah dan batuan akan merespon

tegangan, sehingga dalam hal ini penyelidikan geoteknik merupakan bagian

dari uji lokasi dan merupakan dasar untuk pemilihan lokasi. Bagian dari ilmu

geoteknik yang berhubungan dengan respon material alami terhadap gejala

deformasi disebut dengan geomekanika.

Didalam operasi penambangan, masalah kemantapan lereng akan

ditemukan pada Penggalian Tambang Terbuka (open pit ataupun open cut),

bendungan untuk cadangan air kerja, di tempat – tempat penimbunan bahan

buangan (tailing disposal) dan di penimbunan bijih (stockyard).

Apabila lereng yang terbentuk sebagai akibat dari proses

penambangan (pit slope) maupun yang merupakan sarana penunjang operasi

penambangan (bendungan, jalan, dll) itu tidak stabil maka kegiatan produksi

akan terganggu.

Oleh karena itu suatu analisis kemantapan lereng merupakan suatu

bagian yang penting untuk mencegah terjadinya gangguan terhadap

kelancaran produksi maupun terjadinya bencana yang fatal.

Dari uraian latar belakang diatas, maka judul dari embuatan makalah

ini adalah “Parameter Geoteknik Untuk Kestabilan Lereng Pada Tambang

Terbuka”

1

Page 2: GeoTek Kestabilan Lereng

1.2 Identifikasi Masalah

1. Faktor Kestabilan Lereng

2. Klasifikasi Kelongsoran

3. Metode Analisis Kestabilan Lereng

4. Faktor Keamanan (FK) Lereng Minimum

5. Geometri Jenjang (Bench Dimension)

1.3 Tujuan Penulisan

Tujuan dari pembutan makalah ini yaitu diharapkan bisa mengenal

lebih detail lagi parameter dari Geoteknik Tambang dan mampu menguasai

perhitungan mengenai geometri jenjang.

1.4 Manfaat Penulisan

Makalah ini di buat agar bermanfaat untuk:

1) Bagi Penulis dan Pembaca:

Menambah pengetahuan dan wawasan agar kedepannya mampu

menguasai perhitungan geoteknik tambang untuk geometri jenjang dan

dapat mengaplikasikannya sessuai kebutuhan

2) Bagi Tenaga Pengajar:

Sebagai bahan referensi di perpustakaan dan untuk tambahan bahan ajar

1.5 Metodelogi Penulisan

Dalam pembuatan makalah ini metode yang digunakan untuk pengumpulan

dan pengolahan data adalah :

1. Metode Pengumpulan Data

Metode yang digunakan penulis dalam pengumpulan data, yaitu :

a. Data Sekunder

Data sekunder adalah data dari buku, internet atau artikel-artikel terkait

lainnya dan pemahaman yang dilihat dari sudut pandang penulis dan

berhubungan dengan materi pembahasan yang digunakan untuk

mendukung pembahasan ini.

2

Page 3: GeoTek Kestabilan Lereng

2. Metode Pengolahan Data

Data yang terkumpul kemudian diolah dengan suatu teknik pengolahan

data secara Deduksi dan Induksi sebagai berikut :

a. Secara Deduksi, yaitu pembahasan yang bertitik tolak dari hal-hal yang

bersifat umum, kemudian dibahas menjadi suatu kesimpulan yang

bersifat khusus.

Secara Induksi, yaitu pembahasan yang bertitik tolak dari hal-hal yang

bersifat khusus, kemudian dibahasmenjadi suatu kesimpulan yang bersifat

umum (merupakan kebalikan dari metode deduksi).

3

Page 4: GeoTek Kestabilan Lereng

BAB II

DASAR TEORI

2.1 Kemantapan Lereng

Kemantapan (stabilitas) lereng merupakan suatu faktor yang sangat

penting dalam pekerjaan yang berhubungan dengan penggalian dan

penimbunan tanah, batuan dan bahan galian, karena menyangkut persoalan

keselamatan manusia (pekerja), keamanan peralatan serta kelancaran

produksi. Keadaan ini berhubungan dengan terdapat dalam bermacam-macam

jenis pekerjaan, misalnya pada pembuatan jalan, bendungan, penggalian

kanal, penggalian untuk konstruksi, penambangan dan lain-lain.

Kestabilan dari suatu lereng pada kegiatan penambangan dipengaruhi

oleh kondisi geologi daerah setempat, bentuk keseluruhan lereng pada lokasi

tersebut, kondisi air tanah setempat, faktor luar seperti getaran akibat

peledakan ataupun alat mekanis yang beroperasi dan juga dari teknik

penggalian yang digunakan dalam pembuatan lereng. Faktor pengontrol ini

jelas sangat berbeda untuk situasi penambangan yang berbeda dan sangat

penting untuk memberikan aturan yang umum untuk menentukan seberapa

tinggi atau seberapa landai suatu lereng untuk memastikan lereng itu akan

tetap stabil.

Dalam operasi penambangan masalah kemantapan lereng ini akan

diketemukan pada penggalian tambang terbuka, bendungan untuk cadangan

air kerja, tempat penimbunan limbah buangan (tailing disposal) dan

penimbunan bijih (stockyard). Apabila lereng-lereng yang terbentuk sebagai

akibat dari proses penambangan (pit slope) maupun yang merupakan sarana

penunjang operasi penambangan (seperti bendungan dan jalan) tidak stabil,

maka akan mengganggu kegiatan produksi.

Kestabilan lereng penambangan dipengaruhi oleh geometri lereng,

struktur batuan, sifat fisik dan mekanik batuan serta gaya luar yang bekerja

pada lereng tersebut. Suatu cara yang umum untuk menyatakan kestabilan

suatu lereng penambangan adalah dengan faktor keamanan. Faktor ini

4

Page 5: GeoTek Kestabilan Lereng

merupakan perbandingan antara gaya penahan yang membuat lereng tetap

stabil, dengan gaya penggerak yang menyebabkan terjadinya longsor.

Dari keterangan diatas, dapat dipahami bahwa analisis kemantapan

lereng merupakan suatu bagian yang penting untuk mencegah terjadinya

gangguan terhadap kelancaran produksi maupun terjadinya bencana yang

fatal. Dalam keadaan tidak terganggu (alamiah), tanah atau batuan umumnya

berada dalam keadaan seimbang terhadap gaya-gaya yang timbul dari dalam.

Karena sesuatu sebab mengalami perubahan keseimbangan akibat

pengangkatan, penurunan, penggalian, penimbunan, erosi atau aktivitas lain,

maka tanah atau batuan itu akan berusaha untuk mencapai keadaaan yang

baru secara alamiah. Cara ini biasanya berupa proses degradasi atau

pengurangan beban, terutama dalam bentuk longsoran-longsoran atau

gerakan-gerakan lain sampai tercapai keadaaan keseimbangan yang baru.

Pada tanah atau batuan dalam keadaan tidak terganggu (alamiah) telah

bekerja tegangan-tegangan vertikal, horisontal dan tekanan air dari pori.

Ketiga hal di atas mempunyai peranan penting dalam membentuk kestabilan

lereng.

Sedangkan tanah atau batuan sendiri mempunyai sifat-sifat fisik asli

tertentu, seperti sudut geser dalam (angle of internal friction), gaya kohesi dan

bobot isi yang juga sangat berperan dalam menentukan kekuatan tanah dan

yang juga mempengaruhi kemantapan lereng. Oleh karena itu dalam usaha

untuk melakukan analisis kemantapan lereng harus diketahui dengan pasti

sistem tegangan yang bekerja pada tanah atau batuan dan juga sifat-sifat fisik

aslinya. Dengan pengetahuan dan data tersebut kemudian dapat dilakukan

analisis kelakuan tanah atau batuan tersebut jika digali atau “diganggu”.

Setelah itu, bisa ditentukan geometri lereng yang diperbolehkan atau

mengaplikasi cara-cara lain yang dapat membantu lereng tersebut menjadi

stabil dan mantap.

5

Page 6: GeoTek Kestabilan Lereng

BAB III

PEMBAHASAN

3.1 Faktor Kestabilan Lereng

Dalam menentukan kestabilan atau kemantapan lereng dikenal istilah

faktor keamanan (safety factor) yang merupakan perbandingan antara gaya-

gaya yang menahan gerakan terhadap gaya-gaya yang menggerakkan tanah

tersebut dianggap stabil, bila dirumuskan sebagai berikut :

Faktor kemanan (F) = gaya penahan / gaya penggerak

Dimana untuk keadaan :

• F > 1,0 : lereng dalam keadaan mantap

• F = 1,0 : lereng dalam keadaan seimbnag, dan siap untuk longsor

• F < 1,0 : lereng tidak mantap

Jadi dalam menganalisis kemantapan lereng akan selalu berkaitan

dengan perhitungan untuk mengetahui angka faktor keamanan dari lereng

tersebut.

Data yang diperlukan dalam suatu perhitungan sederhana untuk

mencari nilai FK (Faktor keamanan lereng) adalah sebagai  berikut :

1. Data lereng atau geometri lereng (terutama diperlukan untuk membuat

penampang lereng). Meliputi : sudut Kemiringan lereng, tinggi lereng dan

lebar jalan angkut atau berm pada lereng tersebut.

2. Data mekanika tanah

a. Sudut geser dalam (ɸ)

b. Bobot isi tanah atau batuan (γ)

c. Kohesi (c)

d. Kadar air tanah (ω)

3. Faktor Luar

a. Getaran akibat kegiatan peledakan,

b. Beban alat mekanis yang beroperasi, dll.

6

Page 7: GeoTek Kestabilan Lereng

Data mekanika tanah yang diambil sebaiknya dari sampel tanah yang

tidak terganggu (Undisturb soil). Kadar air tanah (ω) diperlukan terutama

dalam perhitungan yang menggunakan computer (terutama bila memerlukan

data γdryatau bobot satuan isi tanah kering, yaitu : γdry = γ wet / ( 1 + ω).

Faktor-faktor yang perlu diperhatikan dalam menganalisa kestabilan

lereng penambangan adalah sebagai berikut : (Ir. Karyono M.T, Diklat

Perencanaan Tambang Terbuka, Unisba).

1. Kuat Geser Tanah atau Batuan

Kekuatan  yang sangat berperan dalam analisa kestabilan lereng

terdiri dari sifat fisik dan sifat mekanik dari batuan tersebut. Sifat fisik

batuan yang digunakan dalam menganalisa kemantapan lereng adalah

bobot isitanah, sedangkan sifat mekaniknya adalah kuat geser batuan yang

dinyatakan dengan parameter kohesi (c) dan sudut geser dalam. Kekuatan

geser batuan ini adalah kekuatan yang berfungsi sebagai gaya untuk

melawan atau menahan gaya penyebab kelongsoran.

a. Bobot Isi Tanah Atau Batuan

Nilai bobot isi tanah atau batuan akan menentukan besarnya

beban yang diterima pada permukaan bidang longsor, dinyatakan dalam

satuan berat per volume. Bobot isi batuan juga dipengaruhi oleh jumlah

kandungan air dalam batuan tersebut. Semakin besar bobot isi pada

suatu lereng tambang maka gaya geser penyebab kelongsoran akan

semakin besar. Bobot isi diketahui dari pengujian laboratorium. Nilai

bobot isi batuan untuk analisa kestabilan lereng terdiri dari 3 parameter

yaitu nilai Bobot isi batuan pada kondisi asli, kondisi kering dan Bobot

isi pada kondisi basah.

b. Kohesi

Kohesi adalah gaya tarik menarik antara partikel dalam batuan,

dinyatakan dalam satuan berat per satuan luas. Kohesi batuan akan

semakin besar jika kekuatan gesernya makin besar. Nilai kohesi (c)

diperoleh dari pengujian laboratorium yaitu pengujian kuat geser

7

Page 8: GeoTek Kestabilan Lereng

langsung (direct shear strength test) dan pengujian triaxial (triaxial

test).

c. Sudut Geser Dalam

Sudut geser dalam merupakan sudut yang dibentuk dari

hubungan antara tegangan normal dan tegangan geser di dalam material

tanah atau batuan. Sudut geser dalam adalah sudut rekahan yang

dibentuk jika suatu material dikenai tegangan atau gaya terhadapnya

yang melebihi tegangan gesernya. Semakin besar sudut geser dalam

suatu material maka material tersebut akan lebih tahan menerima

tegangan luar yang dikenakan terhadapnya.

Untuk mengetahui nilai kohesi dan sudut geser dalam, dinyatakan

dalam persamaan berikut :

τnt = σn tan ϕ + c

Dimana :

τnt = Tegangan Geser

σn = Tegangan Normal

ϕ = Sudut Geser Dalam

C = Kohesi

Prinsip pengujian direct shear strength test atau juga dikenal

dengan shear box test adalah menggeser langsung contoh tanah atau

batuan di bawah kondisi beban normal tertentu. Pergeseran diberikan

terhadap bidang pecahnya, sementara untuk tanah dapat dilakukan

pergeseran secara langsung pada conto tanah tersebut. Beban normal yang

diberikan diupayakan mendekati kondisi sebenarnya di lapangan.

2. Struktur geologi

Keadaan struktur geologi yang harus diperhatikan pada

analisa kestabilan lereng penambangan adalah bidang-bidang lemah dalam

hal ini bidang ketidakselarasan (discontinuity).

Ada dua macam bidang ketidakselarasan yaitu :

a. Mayor discontinuity, seperti kekar dan patahan.

b. Minor discontinuity, seperti kekar dan bidang-bidang perlapisan.

8

Page 9: GeoTek Kestabilan Lereng

Struktur geologi ini merupakan hal yang penting di dalam analisa

kemantapan lereng karena struktur geologi merupakan bidang lemah di

dalam suatu masa batuan dan dapat menurunkan atau memperkecil

kestabilan lereng.

3. Geometri lereng

Geometri lereng yang dapat mempengaruhi kestabilan lereng

meliputi tinggi lereng, kemiringan lereng dan lebar berm (b), baik

itu lereng tunggal (Single slope) maupun lereng keseluruhan (overall

slope). Suatu lereng disebut lereng tunggal (Single slope) jika dibentuk

oleh satu jenjang saja dan disebut keseluruhan (overall slope) jika dibentuk

oleh beberapa jenjang.

Lereng yang terlalu tinggi akan cenderung untuk lebih mudah

longsor dibanding dengan lereng yang tidak terlalu tinggi dan dengan jenis

batuan penyusun yang sama atau homogen. Demikian pula dengan sudut

lereng, semakin besar sudut kemiringan lereng, maka lereng tersebut akan

semakin tidak stabil. Sedangkan semakin besar lebar berm maka lereng

tersebut akan semakin stabil.

4. Tinggi muka air tanah

Muka air tanah yang dangkal menjadikan lereng sebagian besar

basah dan batuannya mempunyai kandungan air yang tinggi, kondisi ini

menjadikan kekuatan batuan menjadi rendah dan batuan juga akan

menerima tambahan beban air yang dikandung, sehingga menjadikan

lereng lebih mudah longsor.

5. Iklim

Iklim berpengaruh terhadap kestabilan lereng karena iklim

mempengaruhi perubahan temperatur. Temperatur yang cepat sekali

berubah dalam waktu yang singkat akan mempercepat proses pelapukan

batuan. Untuk daerah tropis pelapukan lebih cepat dibandingkan dengan

daerah dingin, oleh karena itu singkapan batuan pada lereng di daerah

tropis akan lebih cepat lapuk dan ini akan mengakibatkan lereng

mudah tererosi dan terjadi kelongsoran.

9

Page 10: GeoTek Kestabilan Lereng

6. Gaya luar

Gaya luar yang mempengaruhi kestabilan lereng penambangan

adalah beban alat mekanis yang beroperasi diatas lereng,

getaran yang diakibatkan oleh kegiatan peledakan, dll.

3.2 Klasifikasi Kelongsoran

Jenis atau bentuk longsoran tergantung pada jenis material penyusun

dari suatu lereng dan juga struktur geologi yang berkembang di daerah

tersebut. Karena batuan mempunyai sifat yang berbeda, maka jenis

longsorannya pun akan berbeda pula.

Menurut Made Astawa Rai, Dr. Ir, (1998) longsoran pada kegiatan

pertambangan secara umum diklasifikaskan menjadi empat bagian, yaitu :

1. Longsoran Bidang (plane failure)

Longsoran bidang merupakan suatu longsoran batuan yang terjadi

disepanjang bidangluncur yang dianggap rata. Bidang luncur tersebut

dapat berupa rekahan, sesar maupun bidang perlapisan batuan.

Syarat-syarat terjadinya longsoran bidang adalah :

a. Bidang luncur mempunyai arah yang tidak berbentuk lingkaran.

b. Jejak bagian bawah bidang lemah yang menjadi bidang luncur dapat

dilihat di muka lereng, dengan kata lain kemiringan bidang gelincir

lebih kecil dari kemiringan lereng.

c. Kemiringan bidang luncur lebih besar dari pada sudut geser dalamnya.

d. Terdapat bidang bebas pada kedua sisi longsoran.

2. Longsoran Baji (wedge failure)

Sama halnya dengan longsoran bidang, longsoran baji juga

diakibatkan oleh adanya struktur geologi yang berkembang. Perbedaannya

adalah adanya dua struktur geologi (dapat sama jenis atau berbeda jenis)

yang berkembang dan saling berpotongan.

Syarat terjadinya longsoran baji adalah sebagai berikut :

a. Longsoran baji ini terjadi bila dua buah jurus bidang diskontinyu saling

berpotongan pada muka lereng

10

Page 11: GeoTek Kestabilan Lereng

b. Sudut garis potong kedua bidang tersebut terhadap horizontal (i) lebih

besar dari pada sudut geser dalam (ϕ) dan lebih kecil dari pada sudut

kemiringan lereng (i).

c. Longsoran terjadi menurut garis potong kedua bidang tersebut.

3. Longsoran Guling (toppling failure)

Longsoran guling terjadi pada lereng terjal untuk batuan yang keras

dengan bidang-bidang lemah tegak atau hampir tegak dan arahnya

berlawanan dengan arah kemiringan lereng. Kondisi untuk

menggelincir atau mengguling ditentukan oleh sudut geser dalam dan

kemiringan sudut bidang gelincirnya. 

4. Longsoran Busur (circular failure)

Longsoran busur merupakan longsoran yang paling umum terjadi

di alam, terutama pada tanah dan batuan yang telah mengalami pelapukan

sehingga hampir menyerupai tanah. Pada batuan yang keras longsoran

busur hanya dapat terjadi jika batuan tersebut sudah mengalami pelapukan

dan mempunyai bidan-bidang lemah (rekahan) dengan jarak yang sangat

rapat kedudukannya.

Dengan demikian longsoran busur juga terjadi pada batuan yang

rapuh atau lunak serta banyak mengandung bidang lemah, maupun pada

tumpukan batuan yang hancur.

Pada dasarnya longsoran akan terjadi karena dua sebab, yaitu naiknya

tegangan geser (shear stress) dan menurunnya kekuatan geser (shear

strenght). Adapun faktor yang dapat menaikkan tegangan geser adalah :

1. Pengurangan penyanggaan lateral, antara lain karena erosi, longsoran

terdahulu yang menghasilkan lereng baru dan kegiatan manusia.

2. Pertambahan tegangan, antara lain karena penambahan beban, tekanan air

rembesan, dan penumpukan.

3. Gaya dinamik, yang disebabkan oleh gempa dan getaran lainnya.

4. Pengangkatan atau penurunan regional, yang disebabkan oleh gerakan

pembentukan pegunungan dan perubahan sudut kemiringan lereng.

11

Page 12: GeoTek Kestabilan Lereng

5. Pemindahan penyangga, yang disebabkan oleh pemotongan tebing oleh

sungai, pelapukan dan erosi di bawah permukaan, kegiatan pertambangan

dan terowongan, berkurangnya/hancurnya material dibagian dasar.

6. Tegangan lateral, yang ditimbulkan oleh adanya air di rekahan serta

pembekuan air, penggembungan lapisan lempung dan perpindahan sisa

tegangan.

Sedangkan faktor yang mengurangi kekuatan geser adalah :

1. Keadaan atau rona awal, memang sudah rendah dari awal disebabkan oleh

komposisi, tekstur, struktur dan geometri lereng.

2. Perubahan karena pelapukan dan reaksi kimia fisik, yang menyebabkan

lempung berposi menjadi lunak, disinteggrasi batuan granular, turunnya

kohesi, pengggembungan lapisan lempung, pelarutan material penyemen

batuan.

3. Perubahan gaya antara butiran karena pengaruh kandungan air dan tekanan

air pori.

4. Perubahan struktur, seperti terbentuknya rekahan pada lempung yang

terdapat di tebing / lereng.

3.3 Metode Analisis Kestabilan Lereng

Ada beberapa cara yang dapat dipakai untuk melakukan analisis

kestabilan lereng, baik untuk lereng batuan maupun lereng tanah.

Metode yang dibahas pada tulisan ini yaitu metode Bishop (Bishop

method), aplikasi program GeoStudio 2004 – Slope/W. Pemilihan metode

bishop ini dikarenakan lapisan tanah dilokasi adalah lapisan tanah yang tidak

terlalu keras atau lunak dan berpotensi membentuk longsoran berbentuk busur

lingkaran atau circular failure slope. Berikut dijelaskan aplikasi metode

bishop dalam menganalisa kestabilan lereng tambang.

1. Metode Bishop

Metode ini digunakan dalam menganalisa kestabilan lereng dengan

memperhitungkan gaya-gaya antar irisan yang ada dan memperhitungkan

komponen gaya-gaya (horizontal dan vertikal) dengan memperhatikan

12

Page 13: GeoTek Kestabilan Lereng

keseimbangan momen dari masing-masing potongan. Metode Bishop

mengasumsikan bidang longsor berbentuk busur lingkaran atau circular.

Pertama yang harus diketahui adalah geometri dari lereng dan juga

titik pusat busur lingkaran bidang luncur. Tahap selanjutnya dalam proses

analisis adalah membagi massa material di atas bidang longsor menjadi

beberapa elemen atau potongan.

Pada umumnya jumlah potongan minimum yang digunakan adalah

lima potongan untuk menganalisis kasus yang sederhana. Untuk profil

lereng yang kompleks atau yang terdiri dari banyak material yang berbeda,

jumlah elemen harus lebih besar.

Parameter yang mutlak dimiliki untuk tiap-tiap elemen adalah

kemiringan dari dasar elemen yaitu sebesar θ, tegangan vertikal yang

merupakan perkalian antara tinggi h dan berat jenis tanah atau batuan (),

tekanan air yang dihasilkan dari perkalian antara tinggi muka air tanah dari

dasar elemen (hw) dan berat jenis air (w) dan kemudian lebar elemen (b).

Disamping parameter tersebut kuat geser dan kohesi juga diperlukan di

dalam perhitungan.

Proses selanjutnya adalah interasi faktor keamanan. Masukkan

asumsi faktor keamanan = 1.00 untuk memecahkan persamaan faktor

keamanan. Seandainya nilai faktor keamanan yang didapat dari

perhitungan mempunyai selisih lebih besar dari 0,001 terhadap faktor

keamanan yang diasumsikan, maka perhitungan diulang dengan memakai

faktor keamanan hasil perhitungan sebagai asumsi kedua dari F. Demikian

seterusnya hingga perbedaan antara ke dua F kurang dari 0,001, dan F

yang terakhir tersebut adalah faktor keamanan yang paling tepat dari

bidang longsor yang telah dibuat.

3.4 Faktor Keamanan (FK) Lereng Minimum

Kelongsoran suatu lereng penambangan umumnya terjadi melalui

suatu bidang tertentu yang disebut dengan bidang gelincir (slip surface).

Kestabilan lereng tergantung pada gaya penggerak dan gaya penahan yang

13

Page 14: GeoTek Kestabilan Lereng

bekerja pada bidang gelincir tersebut. Gaya penahan (resisting force) adalah

gaya yang menahan agar tidak terjadi kelongsoran, sedangkan gaya

penggerak (driving force) adalah gaya yang menyebabkan terjadinya

kelongsoran. Perbandingan antara gaya-gaya penahan terhadap gaya-gaya

yang menggerakkan tanah inilah yang disebut dengan faktor keamanan (FK)

lereng penambangan. Dimana :

FK > 1,0 : Lereng dalam kondisi stabil.

FK < 1,0 : Lereng tidak stabil.

FK = 1,0 : Lereng dalam kondisi kritis.

Mengingat banyaknya faktor yang mempengaruhi tingkat kestabilan

lereng penambangan maka hasil analisa dengan FK = 1.00 belum dapat

menjamin bahwa lereng tersebut dalam keadaan stabil. Hal ini disebabkan

karena ada beberapa faktor yang perlu diperhitungkan dalam analisa faktor

keamanan lereng penambangan, seperti kekurangan dalam pengujian conto di

laboratorium serta conto batuan yang diambil belum mewakili keadaan

sebenarnya di lapangan, tinggi muka air tanah pada lereng tersebut, getaran

akibat kegiatan peledakan di lokasi penambangan, beban alat mekanis yang

beroperasi.

Dengan demikian, diperlukan suatu nilai faktor keamanan minimum

dengan suatu nilai tertentu yang disarankan sebagai batas faktor keamanan

terendah yang masih aman sehingga lereng dapat dinyatakan stabil atau

tidak. Sehingga pada penelitian ini, faktor keamanan minimum yang

digunakan adalah FK ≥ (sama dengan atau lebih besar) dari1.25, sesuai

prosedur dari Joseph E. Bowles (2000), Dengan ketentuan :

FK ≥ 1,25 : Lereng dalam kondisi Aman.

FK < 1,07 : Lereng dalam kondisi Tidak Aman.

FK  > 1,07 ; <1,25 : Lereng dalam kondisi kritis.

14

Page 15: GeoTek Kestabilan Lereng

3.5 Geometri Jenjang (Bench Dimension)

Sebelum mengetahui beberapa pendapat mengenai dimensi jenjang,

perlu diketahui istilah pada jenjang seperti terlihat di bawah ini.

Gambar 3.1 Bagian-Bagian Dari “Bench” (Hustrulid.W. & Kuchta.M.)

Dalam penentuan gometri jenjang, beberapa hal yang

dipertimbangkan, antara lain :

1. Sasaran produksi harian dan tahunan

2. Ukuran alat mekanis yang digunakan

3. Sesuai dengan ultimate pit slope

4. Sesuai dengan kriteria slope stability

Elemen-elemen suatu jenjang terdiri dari tinggi, lebar dan

kemiringan yang penentuan dimensinya dipengaruhi oleh:

1. Alat-alat berat yang dipakai (terutama alat gali dan angkut)

2. Kondisi geologi

3. Sifat fisik batuan

4. Selektifitas pemisahan yang diharapkan antara bijih dan buangan

15

Page 16: GeoTek Kestabilan Lereng

5. Laju produksi

6. Iklim.

Tinggi jenjang adalah jarak vertikal diantara level horisontal pada

pit; lebar jenjang adalah jarak horisontal lantai tempat di mana seluruh

aktifitas penggalian, pemuatan dan pengeboran-peledakan dilaksanakan; dan

kemiringan jenjang adalah sudut lereng jenjang. Batas ketinggian jenjang

diupayakan sesuai dertgan tipe alat muat yang dipakai agar bagian puncaknya

terjangkau oleh boom alat muat.

Gambar 3.2 Pembuatan “Bench” cara US Army Engineer (“Pit &

Quaries”, No. 5-332, 1967)

Disamping itu batas ketinggian jenjang pun harus mempertim-

bangkan aspek kestabilan lereng, yaitu tidak longsor karena getaran

peledakan atau akibat hujan. Tinggi pada tambang terbuka dan quarry batu

andesit dan granit sekitar 15 m, sedangkan pada tambang uranium hanya

sekitar 1,0 m.

Kemiringan dinding jenjang merupakan salah satu faktor yang

mempengaruhi ukuran dan bentuk pit serta luas areal pit. Kemiringan lereng

jenjang juga akan membantu penentuan jumlah buangan yang harus diangkat

untuk mendapatkan bijih. Telah disinggung sebelumnya bahwa lereng jenjang

harus stabil selama aktifitas penggailan berlangsung, oleh sebab itu perlu

dilakukan analisis kestabilan lereng diseluruh areal tambang (pit). Kekuatan

batuan, patahan, retakan-retakan, kandungan air tanah dan informasi geologi

16

Page 17: GeoTek Kestabilan Lereng

lainnya adalah faktor kunci untuk menganalisis lereng tambang. Akibat dari

perbedaan karakteristik batuan dan informasi geologi, maka tidak heran

apabila di dalam wilayah penambangan akan terjadi kemiringan lereng yang

berbeda. Kemiringan dinding permuka kerja (individual slope) pada tambang

bijih dan quarry batuan kompak berkisar antara 720 – 850. Penentuan lebar

jenjang akan dipengaruhi oleh laju produksi yang diinginkan, dimensi serta

jumlah alat angkut dan alat muat, aktifitas pengeboran-peledakan dan kondisi

geologi di sekitar pit.

Tidak ada rumus baku untuk menentukan lebar jenjang; namun,

beberapa parameter penting di bawah ini harus dipertimbangkan, meliputi:

1. Radius manuver alat angkut saat akan dimuat material oleh alat muat, rm;

2. Cukup leluasa untuk berpapasan minimal dua alat angkut, 2 lt +c ;

3. Lebar maksimum tumpukan hasil peledakan (muckpile), mp ;

4. Lebar areal yang akan dibor, Ld.

Berdasarkan parameter di atas, maka dapat dibuat rumus empiris

lebar jenjang (LB) sebagai berikut:

LB = Rm+(2Lt+c)+Mp+Ld

Parameter Lt adalah lebar sebuah truck maksimum dan c adalah

konstanta yang tergantung pada jarak dua truck yang aman ketika berpapasan,

yaitu antara 5,0 m sampai 10 m.

Wmin = Y +Wt + Ls + G + Wb

Dimana :

W min : Lebar jenjang minimum (m)

Y : Lebar yang disediakan untuk pengeboran (m)

Wt : Lebar yang disediakan untuk alat -alat (m)

Ls : Panjang power shovel tanpa boom (m)

G : Radius lantai kerja yang terpotong oleh shovel (m)

Wb : Lebar untuk broken material (m)

17

Page 18: GeoTek Kestabilan Lereng

Beberapa pihak yang mengeluarkan pendapat mengenai dimensi

jenjang, antara lain :

1. Lewis (Elements of Mining)

Tinggi jenjang sebagai berikut :

a. Untuk hidraulicking yang baik adalah 20 ft dan maksimum 60 ft

b. Untuk dredging kedalaman ideal antara 50 ft – 80 ft, tetapi ada yang

sampai 130 m

c. Untuk Open-cut antara 12 ft – 75 ft; yang baik 30 ft. Sedangkan untuk

tambang bijih dapat mencapai 225 ft. Lebar jenjang disesuaikan dengan

loading track, daerah operasi power shovel serta untuk peledakan.

Lebarnya antara 20 ft – 75 ft, umumnya 50 ft dan idealnya 30 ft .

2. L. Shevyakov (Mining of Mineral Deposits)

Lebar jenjang tergantung pada metode penggalian dan kekerasan

bahan galian yang ditambang.

a. Untuk Material Lunak

B = (1,00 s.d 1,50 ) Ro + L + L1 + L2

Dimana :

B : Lebar jenjang (m)

Ro : Digging radius dari alat muat (m)

L : Jarak ant ara sisi jenjang dengan rel (3 – 4 m)

L1 : Lebar lori (1,75 – 3,00 m)

L2 : Jarak untuk menjaga agar tidak longsor (m)

b. Untuk Material Keras

B = N + L + L1 + L2

Dimana :

B : Lebar jenjang (m)

N : Lebar yang dibutuhkan untuk broken material (m)

3. Melinkov dan Chevnokov (Safety in Open Cast Mining)

a. Untuk Lapisan yang lunak (soft strata)

B = 2R + C + C1 + L

18

Page 19: GeoTek Kestabilan Lereng

Dimana :

B : Lebar jenjang (m)

R : Digging radius dari alat muat (m)

C : Jarak sisi jenjang atau broken material ke garis tengah rel (m)

L : lebar yang disediakan untuk faktor keamanan, biasanya sebesar

dump-truck (m)

b. Untuk Lapisan yang lunak (soft strata)

B = a + C + C1 + L + A

Dimana :

B : Lebar jenjang (m)

a : Lebar untuk broken material (m)

A : Lebar pemotongan pert ama (m)

4. Popov (The Working of Mineral Deposit)

a. Tinggi jenjang dan kemiringannya

i) Kemiringan jenjang tergantung pada kandung air pada bahan galian;

bila relatif kering biasanya memungkinkan kemiringan jenjang yang

besar.

ii) Umumnya tinggi jenjang berkisar antara 12 – 15 m dengan

kemiringan :

a) untuk batuan beku : 70o – 80o

b) untuk batuan sedimen : 50o – 60o

c) untuk batuan ledge dan pasir kering : 40o – 50o

d) untuk batuan yang argilaceous : 35o – 45o

b. Lebar jenjang

Lebar jenjang antara 40 – 60 m, biasanya juga dibuat antara 80 –

100 m jika memakai multi row bore-hole. Lebar minimum untuk batuan

keras :

Vr = A + C + C1 + L + B

Dimana :

Vr : Lebar jenjang minimum (m)

19

Page 20: GeoTek Kestabilan Lereng

A : Lebar untuk broken material (m)

C : Jarak sisi timbunan ke sisi tengah rel (m)

C1 : Setengah lebar lori ( m)

B : Lebar endapan yang diledakkan (6 – 12 m)

L : Lebar yang disediakan untuk menjamin ekstraksi endapan pada

jenjang di bawahnya

5. Young (Elements of Mining)

a. Tinggi jenjang :

1) untuk tambang bijih besi : 20 – 40 ft

2) untuk tambang bijih tembaga : 30 – 70 ft

3) untuk lime st on e : s.d. 200 ft

b. Lebar jenjang : 50 – 250 ft

c. Kemiringan jenjang : 45º – 65º

6. E. P. Pfeider (Surface Mining)

L = Lm + SF x

Dimana :

L : Tinggi jenjang (m)

Lm : Maximum cutting height dari alat-muat (m)

SF : Swell Factor (m)

X = 0,33 untuk cara corner cut

= 0,50 untuk cara box cut

20

Page 21: GeoTek Kestabilan Lereng

BAB IV

PENUTUP

4.1 Kesimpulan

Dalam menentukan kestabilan atau kemantapan lereng dikenal istilah

faktor keamanan (safety factor) yang merupakan perbandingan antara gaya-

gaya yang menahan gerakan terhadap gaya-gaya yang menggerakkan tanah

tersebut dianggap stabil, bila dirumuskan sebagai berikut :

Faktor kemanan (F) = gaya penahan / gaya penggerak

Data yang diperlukan dalam suatu perhitungan sederhana untuk

mencari nilai FK (Faktor keamanan lereng) adalah sebagai  berikut :

1. Data lereng atau geometri lereng (terutama diperlukan untuk membuat

penampang lereng). 

2. Data mekanika tanah

3. Faktor Luar

Faktor-faktor yang perlu diperhatikan dalam menganalisa kestabilan

lereng penambangan adalah sebagai berikut : (Ir. Karyono M.T, Diklat

Perencanaan Tambang Terbuka, Unisba).

1. Kuat Geser Tanah atau Batuan

2. Struktur geologi

3. Geometri lereng

4. Tinggi muka air tanah

5. Iklim

6. Gaya luar

Kelongsoran suatu lereng penambangan umumnya terjadi melalui

suatu bidang tertentu yang disebut dengan bidang gelincir (slip surface).

Kestabilan lereng tergantung pada gaya penggerak dan gaya penahan yang

bekerja pada bidang gelincir tersebut. Gaya penahan (resisting force) adalah

gaya yang menahan agar tidak terjadi kelongsoran, sedangkan gaya

penggerak (driving force) adalah gaya yang menyebabkan terjadinya

21

Page 22: GeoTek Kestabilan Lereng

kelongsoran. Perbandingan antara gaya-gaya penahan terhadap gaya-gaya

yang menggerakkan tanah inilah yang disebut dengan faktor keamanan (FK)

lereng penambangan. Dimana :

1. FK > 1,0 : Lereng dalam kondisi stabil.

2. FK < 1,0 : Lereng tidak stabil.

3. FK = 1,0 : Lereng dalam kondisi kritis.

Dalam penentuan gometri jenjang, beberapa hal yang

dipertimbangkan, antara lain :

1. Sasaran produksi harian dan tahunan

2. Ukuran alat mekanis yang digunakan

3. Sesuai dengan ultimate pit slope

4. Sesuai dengan kriteria slope stability

Elemen-elemen suatu jenjang terdiri dari tinggi, lebar dan

kemiringan yang penentuan dimensinya dipengaruhi oleh:

1. Alat-alat berat yang dipakai (terutama alat gali dan angkut)

2. Kondisi geologi

3. Sifat fisik batuan

4. Selektifitas pemisahan yang diharapkan antara bijih dan buangan

5. Laju produksi

6. Iklim.

Tidak ada rumus baku untuk menentukan lebar jenjang; namun,

beberapa parameter penting di bawah ini harus dipertimbangkan, meliputi:

1. Radius manuver alat angkut saat akan dimuat material oleh alat muat, rm;

2. Cukup leluasa untuk berpapasan minimal dua alat angkut, 2 lt +c ;

3. Lebar maksimum tumpukan hasil peledakan (muckpile), mp ;

4. Lebar areal yang akan dibor, Ld.

Berdasarkan parameter di atas, maka dapat dibuat rumus empiris

lebar jenjang (LB) sebagai berikut:

LB = Rm+(2Lt+c)+Mp+Ld

22

Page 23: GeoTek Kestabilan Lereng

4.2 Saran

Dalam hal ini penulis menyarankan dalam makalah karya ilmiah

Parameter Geoteknik Untuk Kestabilan Lereng Pada Tambang Terbuka

bahwa dalam kegiatan tersebut dapat menyajikan secara grafis

(rencana/bagian dari rencana) masalah pengukuran, pemecahan masalah dari

data geotek dengan menggunakan software tambang yang sudah ada sehingga

kedepannya mampu mengaplikasikan pada dunia tambang dan dalam mata

kuliah ini juga penulis menyarankan agar diadakannya praktikum langsung

kelapangan yang mampu mengembang ilmu dari mahasiswa yang telah

didapat di perkuliahan.

23

Page 24: GeoTek Kestabilan Lereng

DAFTAR PUSTAKA

https://fileq.wordpress.com/2012/03/17/stabilitas-lereng/

http://blogs.unpad.ac.id/zufialdizakaria/files/2009/11/geomekanik.pdf

http://eprints.unsri.ac.id/140/1/Pages_from_PROSIDING_AVOER_2011-

34.pdf

http://repository.upnyk.ac.id/3719/1/3._Paper_Masagus.pdf

http://digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-25233-3106100118-paper-fandy.pdf

http://facefairfuture.blogspot.com/2014/11/falsafah-kemantapan-

lereng_96.html

http://lerengtambang.blogspot.com/2013/08/kestabilan-lereng-tambang-

slope.html

https://1902miner.wordpress.com/bfiabhfcbafhueceaj/geoteknik-tambang/

https://fileq.wordpress.com/2012/10/05/geoteknik-tambang/

http://eprints.unsri.ac.id/140/

http://abangunp.blogspot.com/2012/07/pengantar-ilmu-geoteknik-

tambang.html

https://fileq.wordpress.com/2012/09/19/faktor-faktor-stabilitas-lereng-2/

http://digilib.itb.ac.id/files/disk1/620/jbptitbpp-gdl-tonnylesma-30965-4-

2008ts-3.pdf

http://duniatambang2012.blogspot.com/2012/04/beberapa-aspek-teknis-dalam-

penambangan.html

24