TUGAS TEROWONGAN DAN PENYANGGAAN

Teknik PertambanganUniversitas Lambung Mangkurat

RASIDAH_H1C1100312013TUGAS TEROWONGAN DAN PENYANGGAAN UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT

Soal :1. Mencari macam-macam jenis penyanggaan (penyanggaan aktif dan pasif)2. Perbedaan I-Beam dan H-Beam3. Perbedaan shorcreate dan concrete

Jawab :1. Jenis-jenis penyanggaan yaitu :a. Penyangga aktif adalah penyangga yang bersifat melakukan reaksi langsung (yield) dan memperkuat batuan tersebut secara langsung (reinforcement). Pemilihan jenis penyangga yang dibuat dalam sebuah penggalian tambang bawah tanah tergantung pada zona batuan, apakah elastis atau patah disekitar penggalian itu. Macam-macam Penyangga Aktif antara lain :1) Roof Bolts (Rock bolt system)Rock bolts atau baut batuan termasuk penyangga aktif, karena mempunyai sifat memperkuat massa batuan secara langsung dimana penyangga yang dipasang merupakan bagian dari massa batuan. Tekanan dari rock bolts sangat efektif dalam mempertahankan blok longgar atau sebagai pengganjal batuan dekat permukaan penggalian. Blok ini mungkin telah dilonggarkan oleh perpotongan kekar dan bidang datar pada batuan atau mungkin juga terbentuk karena peledakan yang buruk. Dalam kasus lainnya, jatuhnya batuan lepas akan menciptakan kondisi kerja yang tidak aman dan membutuhkan beberapa bentuk penyangga pendukung.

Gambar 1. Cara Pemasangan Roof BoltingSayangnya, rock bolts mekanis mengalami beberapa masalah. Ada kecenderungan jangkar selip secara bertahap terhadap waktu, mungkin sebagai akibat dari getaran yang diinduksi oleh peledakan didekatnya. Oleh karena itu, rock bolts tua yang telah jelas kehilangan semua takanannya sering terlihat di tambang bawah tanah. Masalah lain berkaitan dengan karat dari baut-baut dalam massa batuan dengan air tanah yang agresif, misalnya dalam sulfida masif. Baut Batuan ini dibagi menjadi beberapa jenis, yaitu :a) Baut Batuan Type Ulir dengan Pengikat ResinBaut batuan type ulir (Thread Bar) dapat digunakan sebagai penyangga primer ataupun sekunder. Baut ini juga dapat dipasang di atap ataupun di dinding. Sistem pengikatan baut adalah dengan menggunakan resin. Resin yang berbentuk kapsul akan dipasang pada setiap baut yang dipasang.Ada beberapa jenis resin yang digunakan disesuaikan dengan kondisi air pada lubang bornya. Resin-resin tersebut dibedakan dengan warna untuk membedakan tipe resinnya baik itu tipe paling cepat kering, cepat kering, sedang, lambat, sangat lembat. Untuk kondisi yang basah untuk memperoleh efek penggantungan yang optimal, maka panjang baut bervariasi sesuai ketebalan atap agar baut dapat dijangkarkan dengan pembungkusan resin minimal 45 cm di lapisan batubara. Umumnya digunakan baut dengan panjang 2,4 dan 2,7m. Baut kabel berkuat tarik tinggi dipasang sebagai penyangga primer apabila lapisan batubara jaraknya lebih dari 2,1 m dari atap terowongan. Pada situasi ini baut batuan dengan panjang 2,1 m akan dipasang sebagai penyangga sementara sebelum baut kabel tersebut dipasang.b) Baut Kabel Berkuat Tarik Besar (Hiten Cable Bolt)Baut kabel berkuat tarik besar dipasang sebagai penyangga primer apabila lapisan batubara jaraknya lebih dari 2,1 m dari atap terowongan. Pada situasi ini baut batuan dengan panjang 2,1 m akan dipasang sebagai penyangga sementara sebelum baut kabel tersebut dipasang. Dengan sifat kelenturan dan kefleksibelannya dalam panjang yang digunakan, baut kabel ini dapat dipasang untuk menjangkau lapisantanpa harus menambah tinggi dimensi terowongan. Baut kabel ini terdiri dari 21 buah wire strand dengan diameter 12 mm untuk masing-masing wire.c) Wire Mesh dan Double W StrapUntuk meningkatkan kekompakan di daerah sekitar atap dan mencegah terjatuhnya bongkahan batuan berukuran kecil, maka akan di pasang mesh pada atap dan dinding. Double W Strap merupakan plat besi tipis dan panjang yang digunakan agar baut batuan atau baut kabel dapat dipasang pada satu garis. Plat ini juga dapat meningkatkan kekompakan batuan di daerah atap.Kelebihan dari penggunaan baut batuan adalah:(1) Lebih fleksibel, dapat digunakan dalam bentuk geometri yang bervariasi.(2) Penghematan biaya material.(3) Pemasangannya dapat sepenuhnya dengan mekanisasi, sehingga relatif lebih cepat.(4) Tahan terhadap korosi(5) Kerapatannya (jumlah baut per satuan luas) dengan mudah dapat disesuaikan dengan kondisi batuan lokal.(6) Dapat dikombinasikan dengan penyangga seperti wire mesh dan penyangga pasif.Adapun kekurangan dari penggunaan baut batuan adalah:(1) Penyimpanan atau penanganan harus hati-hati, karena dapat mempengaruhi kehandalan pemasangan baut batuan.(2) Pemasangan baut batuan memerlukan pemantauan dan pengujian yang khusus serta prosedur yang baik dan benar.Di samping baut batuan, ada penyangga lain yang dinamakan dowel atau doweling. Prinsip kerjanya sama dengan pemasangan baut batuan, tetapi sifatnya hanya sementara dan umumnya digunakan untuk lubang-lubang produksi.d) Hydraulic PropsHydraulic props adalah tiang penyangga yang pada dasarnya terdiri dari dua silinder dimana silinder yang satu bergerak di dalam silinder yang lainnya dengan mekanismenya menggunakan sistem hidraulik. Penyangga ini umumnya digunakan untuk penyangga sementara pada lubang-lubang produksi, lubang bukaan untuk pelayanan dan penambangan.

Gambar 2. Single Prop

Adapun bagian-bagian dari Hidraulic Prop antara lain:(1) Top extension fittingKomponen ini yang bersentuhan langsung dengan beban yang disangga dan sekaligus sebagai pelindung dari Breather unit.(2) Breather unitBreather unit merupakan kornponen yang terletak pada bagian atas inner tube yang berfungsi memberikan kemungkinan udara masuk ke dalam inner tube pada saat HP sedang disetting. Pada breather ini terdapat juga filter yang terbuat dari kawat kasa yang terpasang pada leher breather yang berfungsi untuk mencegah masuknya kotoran kedalam inner tube.(3) Pump and release shaftKomponen ini berfungsi untuk pengoperasian pompa dan menurunkan HP .(4) Connetting rodKomponen ini merupakan batang penghubung pump shaft.(5) Push rodKomponen ini berfungsi sebagai pendorong release valve.

(6) Pump sylinderBagian ini terdiri dari sebuah piston dan sebuah silinder yang berfungsi untuk memompakan fluida hydrolik dari inner tube ke silinder utama.(7) Release valveValve ini berfungsi untuk menyalurkan fluida hydrolik dari silinder utama kembali ke inner tube sehingga HP turun .(8) Yield (relief) valve 25 TonValve ini berfungsi untuk mengamankan HP dari beban maksimum yang dapat diterimanya yaitu sebesar 25 ton.(9) Inner tube (main piston)Bagian dari HP yang naik turun didalam silinder utama yang sekaligus menjadi tempat terletaknya beberapa komponen lain seperti breatherpump dan lain-lain(10) RingPada bagian bawah inner tube terdapat 3 buah ring (seal) yang berfungsi untuk mencegah kebocoran .(11) Main silinder (silinder utama)Bagian ini berfungsi untuk tempat naik turunnya inner tube.(12) Guard tubeBagian ini berfungsi sebagai pelindung dari silinder utama dari benturan luar.

2) Powered Roof Support (PRS)

Gambar 3. Powed Roof Support

Gambar 4. Powered Roof Support pada Drum Shearer

Fungsi dari power roof support adalah:a) Mengontrol deformasi, fracture dan berbagai gerakan yang ada di sekitar permukaan batubara.b) Menjaga keselamatan lingkungan tempat kerja produksic) Mencegah runtuhnya bagian atap.d) Mencegah runtuhan batuan masuk ke area kerja.Setiap struktur support terdiri dari canopy atap yang dihubungkan ke landasan melalui shield dan leminscate. Pelindung samping dikaitkan dengan canopy untuk mencegah butiran butiran kecil batuan terjatuh ke dalam area kerja selam melakukan penyanggaan. Kaki kaki hidrolik pada setiap tipe adalah miring membentuk sudut hal ini untuk menhindari bengkok akibat menerima beban berlebih. Chock shield support bisa menahan beban sampai 806 ton. Chock shield support umumnya mempunyai 4 kaki hidrolik dan keempatnya dihubungkan dengan canopy sebagai penahan. Model utama dari chock shield support adalah:a) Empat kaki hidrolik langsung dihubungkan dengan canopy.b) Yield load pada setiap range adalah konstan.c) Atap canopy bisa berbentuk rigit maupun articulated.d) Bagian base unit berbentuk rigid dan tidak ada pengikatan kakiAda dua jenis shield yaitu 4 leg shield dan 2 leg shield :a) 4 Leg ShieldsJenis ini mempunyai dua set kaki yang miring ke canopy dan lainnya miring ke bagian belakang serta dihubungkan dengan goaf shield. Bentuk utama dari 4 leg shield adalah:(1) Kaki silinder bagian depan menhubungkan antara landasan dengan canopy dan silinder bagian belakang menghubungkan landasan dengan top shield bagian belakang(2) Canopy depan tergantung pada canopy belakang sehingga memungkinkan canopy melakukan artikulasi.(3) Bagian landasan dihubungkan ke shield bagian belakang melalui lemniscate linkage.b) 2 Leg ShieldsDua silinder penahan terhubung ke canopy dengan posisi miring, dioperasikan melalui IFS (immediate forward support). Ciri-ciri dari 2 leg shield adalah:(1) Penahan berat tidak menjadi satu(2) Lemniscate linkage menahan canopy depan(3) Mempunyai jarak yang tetap dari permukaan batubara baik dalam kondisi closed maupun terbuka penuh.3) Desford Chock.Desford chock adalah jenis penyangga hidrolik yang biasa dipakai pada lubanglubang pengambilan batubara yang memakai sistem semi mekanis bersamasama dengan pemakaian HP. Fluida bertekanan yang dipakai pada sistem pengoperasiannya didapat dari dari pompa hidrolic (Power Pack) yang dipasangkan secara terpisah. Kemampuan Desford chock ini lebih besar dari pada HP dimana dengan memakai fluida bertekanan sebesar 69 Bar (1000 psi) penyangga ini dapat disetting pada beban 25 ton dan mampu menahan beban maksimum sebesar 100 ton. Bagianbagian dari Desford chock:a) Tilting top .Tilting top ini berfungsi untuk mendudukkan bagian atas dari penyangga ke atap lubang dimana bagian ini dapat berputar agar posisi atap benarbenar rapat dengan penyangga.b) ExtensionBagian ini dipakai untuk menyesuaikan ketinggian penyangga dengan ketinggian lubang dengan cara menambah atau mengurangi jumlah bagian ini.

c) Desfort chock.Bagian ini merupakan tempat bekerjanya sistem fluida bertekanan untuk memperpanjang atau memperpendek penyangga.d) BaseBase adalah merupakan tapak dari penyangga yang mempunyai luas bidang lebih besar dari pada Tilting top.e) Ram Ram ini berfungsi untuk mendorong AFC pada waktu snaking.Untuk mengetahui cara kerja dari Desford chock adalah sebagai berikut: Saluran bertekanan antara 69 90 Bar keluar/masuk melalui hose yang dipasangkan pada manifold, di dalam manifold blok ini terdapat spool valves yang ditekan oleh spring pada posisi tertutup. Valves ini akan bekerja apabila control lever dioperasikan sedangkan selector valve dipakai untuk merubah arah tekanan fluida yang masuk. Untuk memperpanjang/menaikkan penyangga selektor valve dipakai/diletakkan pada posisi extend kemudian tarik kontrol levernya sehingga fluida bertekanan. Masuk tube bagian luar melalui saluran dan mengakibatkan tube bagian dalam terdorong keatas/naik. Naiknya tube ini sampai pada batas dimana spacer ring kontak dengan gland housing atau sampai batas apabila telah kontak dengan atap.Untuk menurunkan penyangga letakkan posisi selector valve pada retract dan tarik control lever. Dalam posisi ini fluida, bertekanan akan masuk melalui manifold ke nipple adaptor melalui alur kedalam gland hosing untuk mendorong spacer ring turun sehingga penyangga menjadi pendek. Fluida yang kembali melalui manifold dan terus kesaluran balik.Alat penyangga hidrolik yang dipergunakan pada face (lubang buka) system semi mekanis seperti Desfort chock dan Power Roof Support (PRS) dioperasikan dengan bantuan fluida yang bertekanan. Tekanan ini diperoleh dari pompa hidrolik yang digerakan oleh motor listrik yang berkekuatan antara 22 75 Kw. Power Pack yang dipakai untuk mengoperasikan Desfort chock adalah jenis Power Pack yang bertekanan antara 69 100 Bar sedangkan untuk Power Pack yang dipergunakan untuk mengoperasikan PRS adalah Power Pack yang dapat menghasilkan dua macam tekanan yaitu 172 Bar (main pressure) dan 310 Bar (high pressure).b. Penyangga pasifPenyangga pasif bersifat mendukung/menahan batuan yang akan runtuh dan tidak melakukan reaksi langsung terhadap beban yang diterima (rigid).1) Macam-macam Penyangga Pasif, yaitu :a) Penyangga KayuKeuntungan dari penyangga kayu adalah:(1) Ringan, mudah dibawa, dibentuk, dan dipasang(2) Akan retak sepanjang seratnya sehingga mudah dideteksi(3) Sisa potongan atau patahan dapat digunakan sebagai pasak, material isian, dan lain-lain.Sementara itu, kerugiannya adalah:(1) Kekuatan mekaniknya tergantung struktur serat dan cacat alami.(2) Kekuatan kayu dipengaruhi kelembaban.(3) Mudah lapuk dan terbakar.Ada beberapa jenis instalasi penyangga kayu yang digunakan, yakni:(1) Cribbing (Pack)Cribbing mempunyai bentuk penampang yang lebar. Umumnya digunakan di daerah yang memerlukan pemerkuatan tinggi, seperti di lubang produksi dan junction.

Gambar 5. CribbingPada pemasangan di lubang produksi (long wall), susunan cribbing tersebut dikombinasikan dengan batang besi yang dapat dilepas, yang umumnya disebut chock release.

Gambar 6. Pemasangan Cribbing dengan Chock Release

(2) Three Pieces SetDigunakan pada lubang bukaan yang berbentuk persegi panjang dan terdiri dari tiga bagian utama, yaitu bagian atas (cap) dan bagian samping/tiang (post).Gambar 7. Three Pieces Set

(3) Five Pieces SetSistem penyanggaan ini hampir sama dengan three pieces set, namun mempunyai 5 bagian pada bentuknya.

Gambar 9. Penyangga dengan Sistem Five Pieces Set

b) Penyangga Besi BajaKualitas yang baik dari penyangga besi baja dibanding penyangga kayu menyebabkan banyak penyangga kayu yang diganti dengan penyangga besi baja, terutama pada lubang-lubang utama. Keuntungan dari penyangga besi baja adalah homogeny, mempunyai sifat elastisitas yang tinggi, tidak dipengaruhi kelembaban, serta lebih tahan lama dibandingkan dengan kayu.Sementara itu, kelemahan penyangga besi baja adalah karena harganya jauh lebih mahal daripada kayu. Contoh : Two Pieces Arch dan Three Pieces Arch. Penyangga ini bentuknya seperti busur dan digunakan pada daerah lubang-lubang utama.

Gambar 10. Two and Three Pieces Arch

c) Penyangga BetonBeton adalah campuran antara semen, pasir, dan air yang kadang ditambahkan dengan CaCl2 (kalsium klorida) yang berfungsi untuk mempercepat waktu pengeringan/pengerasan. Keuntungan dari penyangga beton adalah mempunyai kuat tekan yang tinggi, tahan terhadap pengaruh cuaca, dan bahan-bahan mudah didapat.Sementara itu, kelemahannya adalah mempunyai kuat tarik rendah, dapat hancur tiba-tiba tanpa tanda-tanda, serta hancuran beton tidak dapat digunakan ulang.

2. Perbedaan I-Beam dan H-Beam, yaitu :a. Rolled Steel Joist (Ibeam)Penyangga ini biasanya dipasang untuk lubang yang biasanya berbentuk empat persegi panjang dan umumnya digunakan pada lubang-lubang produksi.

Gambar 11. Rolled Steel Joist (Ibeam)

Berbeda dengan menggunakan rangka solid H-beam, rangka jenis I-beam ini dikirim ke lokasi pemasangan dalam satu kesatuan yang telah dirakit lebih dahulu di pabrik pembuat. Keuntungan dari penggunaan rangka konstruksi ini adalah lebih ringan dibandingkan rangka solid H beam dan lebih cepat dalam pemasangannya. Kerugiannya adalah memerlukan transportasi khusus terutama untuk unit unit yang panjang/tinggi, jalan masuk ke lokasi pemasangan perlu dipersiapkan dari awal saat pelaksanaan pekerjaan, serta setelah dipasang agak sulit dipindahkan.b. H - BeamH-beam adalah sebuah balok baja Hot-rolled dengan penampang berbentuk H, yang terutama digunakan pada tiang, pamcamg dan stuktur penahan, balok struktur baja atau composite beton. H-Beam memiliki bentuk yang luas penampangnya menyerupai seperti huruf H. Perbedaan antara H-Beam dan I-Beam adalah H-Beam memiliki flensa yang lebih panjang daripada I-Beam.

3. Perbedaan shorcreate dan concrete, yaitu :a. Shotcrete, adalah beton tembak. Namun lebih dari itu shotcrete secara umum adalah campuran antara semen, aggregate/kerikil, air , fibre plastic atau baja, dan semua admiktur/campuran tambahan.

Gambar 12. Shotcrete

b. Concrete, biasa digunakan sebaga bahan penyangga di tempat yang dipertahankan dalam waktu lama, seperti mulut terowongan, lubang bukaan vertikal dan ruang mesin. Untuk mengatasi kuat tarik yang rendah, sehingga ditempat yang tekanan batuannya kuat, beton dipasang tulangan baja yang ditanam atau dipasang di dalam konstruksi beton sehingga membentuk satu kesatuan yang disebut beton bertulang (reinforced concrete). Ditempat yang mudah terjadi swelling karena lantainya mengandung air ada kalanya dilakukan pengerjaan inverted yaitu membeton dengan menggali bagian lantai.

Teknik Terowongan dan Penyanggaan14