BAB III Dasar teori produktivitas alat muat dan angkut PDF

Preview

Summary

BAB III DASAR TEORI 3.1. Genesa Batubara Batubara merupakan batuan sedimen yang terbentuk dari hasil pembatubaraan (coalification) sisa – sisa tumbuhan purba yang terpadatkan oleh adanya pengaruh temperatur dan gaya tekanan yang berasal dari lapisan yang menimbulkannya selam dalam kurun waktu yang a...

Description

Accelerat ing t he world's research.

BAB III Dasar teori produktivitas alat muat dan angkut Oktavianus via

Related papers Cicle t ime devri agust iawan

Konsep Perencanaan Tambang Kurniawan Pit t a ID none lambas t inambunan

Download a PDF Pack of t he best relat ed papers 

BAB III DASAR TEORI

3.1. Genesa Batubara Batubara merupakan batuan sedimen yang terbentuk dari hasil pembatubaraan (coalification) sisa – sisa tumbuhan purba yang terpadatkan oleh adanya pengaruh temperatur dan gaya tekanan yang berasal dari lapisan yang menimbulkannya selam dalam kurun waktu yang amat lama. Perbedaan karakteristik batubara diakibatkan oleh material pembentuknya, usia pengendapan dan penyebab geografis batubara, komposisi kimia bahan rombakan dan kondisi, jumlah, serta distribusi pengotornya. Proses terbentuknya batubara secara umum antara lain :

1. Proses Biokimia Proses ini merupakan penghancuran penghancuran oleh bakteri anaerob terhadap jasad tumbuhan yang kemudian jasad tumbuhan itu membusuk dan membnetuk suatu gel yang disebut Selly. Gel tersebutakan terkumpul, terendap dan termampatkan hingga menjadi agmbut dan peat.

2. Proses Termodinamika Proses ini merupakan proses perubahan gambut menjadi batuabara oleh adanya tekanan dan panas bumi. Juga proses dari luar juga proses geologi.

20

Apabila ditinjau dari segi tempat terbentuknya, batubara dapat dibedakan menjadi :

1.

Teori Insitu Pada teori ini disebutkan bahwa bahan pembentuk batubara terbentuk ditempat dimana tumbuhan itu mati dan belum mengalami transportasi setelah tumbuhan itu mati, dengan segera tertutup lapisan sedimen dan terjadi proses pembatubaraan (coalification). Jenis batubara ini mempunyai kualitas yang lebih baik.

2.

Teori Drift. Proses ini terbentuk setelah tumbuhan mati maka tertransportasikan oleh air dan terkumpul di suatu tempat yang kemudian tertutup lapisan sedimen dan terjadi proses pembatubaraan (coalification). Batubara ini mempunyai kualitas yang kurang baik karena banyaknya pengotor yang terbawa saat proses transportasi. Biasanya penyebarannya tidak luas namun dijumpai dibeberapa tempat. Adapun urutan proses pembentukkan batubara secara singkat dapat diuraikan

sebagai berikut : 1.

Gambut (peat) Merupakan fase awal dari proses pembentukan batubara dan sifat fisik endapannya masih memperlihatkan sifat asal dari bahan dasarnya (tanaman asal).

21

2.

Lignite (brown coal) Pada fase ini endapan telah memperlihatkan gejala perlapisan dan struktur kekar. Endapan ini dapat digunakan untuk pembakaran dengan temperatur rendah.

3.

Bituminous (black coal) Endapan ini dicirikan dengan keadaan fisik yang telah padat dan berwarna hitam. Batubara jenis ini sudah dapat digunakan sebagai bahan bakar untuk pembakaran temperatur sedang hingga tinggi.

4. Anthracite Dicirikan dengan sifat fisik keras, hitam dan kilap tinggi. Pada saat proses pembakaran memperlihatkan warna biru dan dapat dipergunakan untuk berbagai macam industri besar yang memerlukan pembakaran dengan temperatur tinggi hingga sangat tinggi. Beberapa nama batuan yang harus diketahui, dimanan batuan – batuan ini sering ditemukan berasosiasi dengan batubara, antara lain : 1. Batubara lempungan (shaly / clayed coal) Merupakan batubara yang mengandung komponen lempung, dalam hal ini batubara yang dominan. 2. Batu lempung batubaraan (coaly shale / clay) Merupakan batu lempung yang mengandung komponen (frakmen) batubara. 3. Batu lempung karbonan Merupakan batu lempung yang mengandung karbon, berwarna abu – abu kehitaman dan umumnya lunak.

22

Sifat fisik batubara tergantung pada unsur kimia pembentuk batubara tersebut, dimana perubahannya sesuia dengan peningkatan sesuia dengan mutu batubara. Berat jenis tergantung pada jumlah kandungan mineral atau abu (ash) dan kekompakan (porositas). Secara umum sifat fisik batubara: 1. Berwarna cokelat sampai hitam 2. Berlapis menyerupai batuan sedimen 3. Padat 4. Mudah terbakar 5. Kedap cahaya 6. Berkilap, kusam sampai cemerlang 7. Berat jenis 1,25 – 1,70 8. Kekerasan 0,5 – 2,5 9. Bersifat getas 10. Pecahan kasar sampai konkoidal

Sifat kimia batubara dipengaruhi oleh faktor pembentuk, infiltrasi material asing selama dan sesudah pembentukan batubara, unsur utama pembentuk batubara adalah karbon, hidrogen, nitrogen dan sulfur. Batubara merupakan gabungan dari berbagai macam zat yang mengandung unsur karbon, hidrogen, dan oksigen dalam ikatan kimia bersama – sama dengan sedikit sulfur. Jadi secara garis besar batubara terdiri dari zat organik (carbonaceus material), air (moisture), dan bahan mineral (mineral matter), material penyusun batubara yang disebutkan terakhir biasanya berupa mineral pengotor yang justru menurunkan kualitasa batubara itu sendiri.

23

Berikut penjelasan secara singkat mengenai komponen – komponen yang terdapat pada batubara :

1. Air (moisture) Air yang terkandung dalam batubara dibedakan menjadi air bebas (free moisture) yaitu air yang terikat secara mekanik dengan batubara pada permukaan dalam rekahan atau kapiler dan mempunyai tekanan uap normal, air jenis ini cenderung lebih mudah dihilangakan dari batubara. Dan yang kedua adalah air kelengasan (inherent moisture), air jenis ini terikat secara fisik dalam batubara dan berada pada struktur pori – pori bagian dalam atau bisa disebut kandungan air bawaan. Kadar air kelengasan ini dipakai sebagai karakteristik dasar daripada batubara, dimana semakin besar kadarnya maka kualitas batubaranya semakin rendah.

2. Abu (ash) Abu yang terdapat pada batubara pada umumnya dibagi menjadi dua yaitu : Inherent mineral matter yang merupakan mineral pengotor yang berasal dari tumbuhan asal pembentuk batubara. Abu jenis ini tidak dapat dihilangkan karena terbentuk bersamaan dengan pembentukan batubara dan telah menyatu dalam struktur batubara itu sendiri. Pada umumnya jumlah mineral jenis ini relatif kecil.

3. Zat terbang (volatile matter) Zat terbang terdiri dari gas – gas yang mudah terbakar seperti H2O, CO, CH4 dan uap – uap yang mengembun seperti Tar, CO2 dan H2O. Zat terbang mempunyai hubungan yang erat dengan peringkat batubara dimana semakin rendah kadar zat terbang maka semakin tinggi kualitas batubaranya.

24

4. Karbon padat (Fixed Carbon) Karbon padat ialah karbon yang terdapat dalam batubara dalam bentuk zat padat. Jumlah karbon padant ditentukan oleh air, abu, zat terbang. Semakin tinggi kadar karbon padat maka semakin tinggi pula kualitas batubara.

Unsur – unsur yang terdapat pada batubara antara lain Karbon (C), Hidrogen (H), oksigen (O), Belerang (S), dan Nitrogen (N). Karbon, Hidrogen dan Oksigen merupakan unsur pembentuk batubara, sedangkan sulfur dalam bentuk belerang, pirit (FeS), belerang organik dan belerang sulfat (Ca dan Fe sulfat) dan nitrogen hanya sebagai unsur pengikat.

Faktor lain yang berpengaruh dalam proses pembentukan batubara serta berperan penting dalam menentukan karakteristik batubara ialah lingkungan pengendapan. Endapan batubara pada umumnya terdapat pada daerah atau tempat yang memiliki struktur geologi berupa sinklin, karena itulah batubara sering dijumpai pada lingkungan rawa – rawa yang banyak ditemukan tumbuh – tumbuhan sebagai bahan asal pembentuk batubara.

1. Lingkungan pengendapan daratan pantai Terjadi pada rawa – rawa dibelakang pematang pasir pantai, yang kearah darat berasosiasi dengan sistem laguna. 2. Pengendapan pada lingkungan delta Terjadi pada rawa – rawa cekungan limpahannya (backswamp) dan di daerah paparan delta (delta plaint). 3. Lingkungan pengendapan fluviatil Terjadi pada rawa – rawa daratan banjir (flood plain) dan dibelakang tanggul alam (natural levec) dari sistem sungai yang bermeander.

25

3.2. Pemindahan Tanah Mekanis Pemindahan Tanah Mekanis adalah semua pekerjaan yang berhubungan dengan kegiatan penggalian (digging, breaking, loosening), pemuatan (loading), pengangkutan (hauling, transporting), penimbunan (dumping, filling), perataan (spreading, leveling) dan pemadatan (compacting) tanah atau batuan dengan menggunakan alat-alat mekanis. Yang dimaksud dengan tanah di sini adalah bagian teratas dari kulit bumi yang relatif lunak, tidak begitu kompak dan terdiri dari butiranbutiran lepas. Sedangkan yang dimaksud dengan batuan adalah bagian kulit bumi yang lebih keras, lebih kompak, dan terdiri dari kumpulan mineral pembentuk batuan tersebut.

Oleh karena perbedaan kekerasan dari material yang akan digali sangat bervariasi, maka sering dilakukan penggolongan-penggolongan berdasarkan mudah-sukarnya digali dengan peralatan mekanis. Adapun salah satu cara penggolongan material tersebut adalah :

1.

Lunak (soft) atau mudah digali (easy digging), misalnya : a. Tanah atas atau tanah pucuk (top soil). b. Pasir (sand). c. Lempung pasiran (sandy clay). d. Pasir lempungan (clayey sand).

2.

Agak keras (medium hard digging), misalnya : a. Tanah liat atau lempung (clay) yang basah dan lengket. b. Batuan yang sudah lapuk (weathered rocks).

26

3.

Sukar digali atau keras (hard digging), misalnya : a. Batu sabak (slate). b. Material yang kompak (compacted material). c. Batuan sedimen (sedimentary rocks). d. Konglomerat (conglomerate). e. Breksi (breccia).

4.

Sangat sukar digali atau sangat keras (very hard digging) atau batuan segar (fresh rocks) yang memerlukan pemboran dan peledakan sebelum dapat digali, misalnya : a. Batuan beku segar (fresh igneous rocks). b. Batuan malihan segar (fresh metamorphic rocks).

3.3. Komponen- Komponen Tempat Kerja Untuk dapat membuat rencana kerja yang realistis, rapi, dan teratur, sebelum menjatuhkan pilihan jenis alat yang akan digunakan, perlu dipelajari dan penelitian kondisi lapangan dimana pekerjaan akan dilakukan. Komponen-komponen tempat kerja yang perlu diperhatikan adalah :

1.

Jalan dan sarana angkutan. Data jalan dan sarana angkutan yang ada dibutuhkan untuk pengangkutan alat-alat mekanis dan logistik menuju ke tempat kerja. Kemungkinan-kemungkinan yang bisa terjadi adalah : a. Lokasi proyek dilalui, atau dekat dengan jalan umum yang sudah ada. b. Lokasi proyek dilalui, atau dekat dengan jalur kereta api. c. Lokasi proyek dekat dengan sungai besar, sehingga memungkinkan transportasi lewat sungai. d. Lokasi proyek dekat dengan lapangan terbang atau pelabuhan laut.

27

e. Belum ada jalur umum atau kereta api ke arah lokasi proyek, sehingga perlu pembuatan jalan baru ke jalan umum terdekat yang sudah ada.

2.

Jenis vegetasi di lokasi proyek Jenis vegetasi atau tumbuhan yang ada di tempat kerja perlu diteliti, apakah lokasi tersebut terdiri dari hutan besar, semak, rawa, pohon besar dengan akar yang kuat, dan sebagainya. Dengan demikian dapat ditentukan jenis alat berat yang akan dipakai, berapa jumlahnya, bagaimana cara pembersihannya, berapa lama alat itu akan dipakai, dan berapa ongkosnya.

3.

Macam dan perubahan volume dari material. Macam dan perubahan volume dari material di suatu lokasi perlu diketahui, sebab pada dasarnya tiap macam tanah atau batuan memiliki sifat fisik dan mineral yang berbeda, sehingga macam material yang terdapat di suatu lokasi proyek harus diketahui dengan tepat.

4.

Daya dukung material setempat. Daya dukung material setempat sangat menentukan pemilihan jenis alat, sebab ketika alat berat berada di atas tanah atau batuan, alat tersebut akan memberikan gaya tekan pada lapisan tanah/batuan di mana alat itu berada. Tanah/batuan yang tertekan itu akan memberikan reaksi atau perlawanan yang disebut daya dukung. Bila daya tekan lebih besar dari daya dukung material, maka alat tersebut akan tenggelam/terbenam. Nilai daya dukung tanah dapat diketahui dengan cara pengukuran langsung di lapangan menggunakan cone penetrometer.

28

5.

Iklim. Iklim dapat mempengaruhi pelaksanaan pekerjaan, hujan yang sangat lebat dapat menghambat kelancaran pekerjaan, sebab tanah menjadi becek dan lengket yang mengakibatkan alat tidak dapat bekerja secara maksimal, tetapi sebaliknya, pada musim kemarau akan menimbulkan banyak debu. Untuk mengetahui kondisi klim setempat, diperlukan data curah hujan dari Stasiun Klimatologi terdekat.

6.

Ketinggian dari permukaan laut. Ketinggian dari permukaan laut berpengaruh pada kerja mesin, sebab cara kerja mesin dipengaruhi oleh kerapatan udara setempat. Semakin tinggi lokasi proyek, kerapatan udara di tempat itu semakin rendah. Berdasarkan pengalaman, tenaga diesel akan berkurang kira-kira 3% setiap kenaikan 300 ft dari permukaan laut, hal ini akan menyebabkan turunnya produksi alat dan dapat menambah ongkos untuk tiap satuan volume atau berat.

7.

Kemiringan, jarak, dan kondisi jalan. Kemiringan, jarak, dan kondisi jalan perlu diperhitungkan, sebab kondisi jalan yang akan dilalui sangat berpengaruh pada daya angkut dan kemampuan alat angkut yang dipakai. Jalur jalan yang baik, membuat kapasitas angkut dari alat yang dipakai menjadi bedar, sebab alat angkut dapat bergerak lebih cepat. Kemiringan dan jarak angkut harus diukur dengan teliti, sebab akan menentukan cycle time (waktu tempuh) dalam pengangkutan material tersebut. Kecerobohan penentuan kemiringan, jarak angkut, dan kondisi jalan (lebar, kekuatan, dan kelas jalan) dapat menurunkan jumlah material yang diangkut oleh alat angkut yang digunakan, hal ini akan menambah ongkos pengangkutan. 29

8.

Efisiensi kerja. Efisiensi kerja perlu dipertimbangkan karena orang atau mesin tak mungkin selamanya mampu bekerja 60 menit selama satu jam, sebab pasti ada hambatanhambatan walau sekecil apapun. Berdasarkan pengalaman lapangan, efisiensi kerja jarang dapat mencapai 83%. Efesiensi kerja merupakan salah element produksi yang harus diperhitungkan didalam upaya mendapatkan harga produksi alat persatuan waktu yang akurat. Berikut ini mungkin dapat dipakai sebagai acuan untuk membatasi porsi pekerjaan operasional dan mekanik.

30

Tabel 3.1. Parameter Pengukuran Efisiensi Kerja Terjadwal (Scheduled) ; S Tersedia (Available) ; A

Perawatan (Maintenance) ; M

Jalan (Operation) ; O Kerja (Working) ;

Tertunda (Delayed) ;

Terhenti (Idle) ;

Perbaikan

Perawatan

W

D

I

Mendadak ;

Terjadwal ;

UM

SM

Kerja Lancar

Mengisi BBM

Diminta stanby

Waktu

Waktu

Ganti Bit

Tidak ada

perbaikan

perbaikan

Peledakan

operator

Tunggu suku

Tunggu suku

Mengatur alat berat

Makan dan

cadang

cadang

Tunggu alat muat

istirahat

Dll.

Dll.

Tunggu truck

Rapat

Pengawasan rutin

Hujan lebat, kabut

Semprot lub bor

dll.

Pelumasan Manuver alat Pengecekan awal sebelum jalan Membersihkan screen Batu macet di crusher, corong, dll. Roll conveyor lepas Dll.

Dari tabel 1. diatas dapat diukur tingkat efisiensi kerja operator yang lebih teliti kerna penglompokan alat berhenti dibuat atas dasar kondisi sebenarnya dan yang lebih penting pengelompokan tersebut telah disepakati dan dipahami oleh seluruh kariawan. Dengan demikian dapat dibuat tiga ukuran efisiensi menggunakan data waktu dalam tabel diatas yaitu :

31

a. Efektifitas (Effektiviness) Efektifitas adalah

jam kerja efektif selama waktu yang disediakan

untuk operasi, dengan persamaan : E = (W/O) x 100%

b. Ketersediaan Fisik (Fhysical/Mechanical availabilty) Ketersediaan Fisik adalah ukuran sehat tidaknya alat untuk beroperasi dengan persamaan : PA = (A/S) x 100%

c. Utilitas (Utility) Utilitas adalah alat yang sehat terpaksa tidak dioperasikan karena beberapa sebab, misalnya hujan lebat, rapat, kecelakaan tambang dll. Dengan persamaan : U = (O/A) x 100%

d. Efisiensi Kerja Optimum Efisiensi

Kerja

Optimum

adalah

perkalian

antara

efektivitas,

ketersediaan fisik dan utilitas. Dengan persamaan : Eff.Opt = E x PA x U

Berdasarkan data Log kinerja suatu alat berat yang dicatat setiap hari dapat diambil keputusan nilai efisiensi kerja yang nantinya diambil untuk menghitung produksi alat berat.

32

Tabel 3.2. Contoh Log Kinerja Alat K I N E R J A

Tgl

Kerja terjadwal

Rusak Mendadak

A

B

C

Jam tersedia (BC) TerOperasi henti Terkerja tunda F=BD E C-DE

Efektifitas G= F/(E+F)

Efesiensi kerja % Keter- Utilitas optimum sedian fisik H= I=(E+F J= (D+E+ )/(D+E (G x H xi) F)/B +F)

H A R I A N A K H I R B U L A N

TOTAL

KINERJA RATA-RATA PERBULAN

9.

Syarat penyelesaian pekerjaan. Syarat penyelesaian pekerjaan untuk mengetahui kapan pekerjaan itu telah dianggap selesai. Biasanya ada syarat-syarat tertentu yang harus dipenuhi, misalnya ditempat-tempat tertentu harus ditanami pohon, bunga, rumput dari jenis tertentu, dan sebagainya. Pekerjaan-pekerjaan tersebut harus dihitung, karena menambah waktu kerja, peralatan, dan ongkos kerja.

10. Syarat penimbunan tanah. Syarat penimbunan tanah untuk mengetahui bagian pekerjaan mana yang menghendaki timbunan perlu diratakan, dipadatkan, atau persyaratan kelembaban tertentu supaya tidak terjadi amblesan dan menjamin kemantapan lereng. Untuk itu ada kemungkinan dibutuhkan alat-khusus.

33

Kemungkinan lain, timbunan disyaratkan harus rapi dan dapat segera ditanami. Hal-hal di atas akan menambah waktu kerja, alat, dan ongkos, oleh sebab itu syarat penimbunan harus dicermati agar semua jenis pekerjaan yang dipersyaratkan dapat diperhitungkan dengan teliti.

11. Waktu. Waktu berkaitan dengan alat berat yang digunakan, sebab pekerjaan yang dilakukan menggunakan alat berat harus diselesaikan sesuai dengan waktu yang telah ditentukan. Oleh sebab itu kapasitas harian yang sudah ditentukan harus dipenuhi, sebab ongkos sewa alat berat umumnya dihitung dalam satuan jam sehingga biaya sewa sangat tinggi.

12. Ongkos produksi. Ongkos produksi yang harus diperhitungkan dengan cermat meliputi : a. Ongkos tetap, misalnya asuransi, depresiasi, pajak, dan bunga pinjaman. b. Ongkos operasional, misalnya upah, ongkos pemeliharaan alat, service alat, pembelian suku cadang, BBM, dan sebagainya. c. Ongkos pengawasan, misalnya gaji mandor, teknisi, direksi, dan lain-lain. d. Ongkos lain-lain, misalnya biaya upacara, peresmian, jamuan untuk tamu, dan sejenisnya.

34

3.4. Produktivitas Alat Gali Muat dan Angkut Berikut ini akan dibahas mengenai produktivitas alat gali muat dan angkut yaitu produktivitas excavator dan dump truck.

1.

Excavator Excavator adalah alat yang khusus dibuat untuk menggali material dan juga sebagai alat muat. Untuk menghitung produksi Excavator faktor yang mempengaruhinya antara lain kapasitas bucket, dalam galian, jenis material yang digali, sudut swing dan keadaan medan kerja. Perhitungan produksi Excavator yang diamati secara langsung, yaitu sebagai berikut.

=

×

×

Dimana produksi per siklus adalah :

=

×

Keterangan: Q

= Produksi per jam (m3/jam)

q

= Produksi per siklus (m3)

CT

= Cycle time (Menit)

E

= Efi...