KARAKTERISTIK ATAU SIFAT BATUAN
SEBAGAI PARAMETER DALAM
PEMODELAN PENAMBANGAN
Batuan
adalah suatu material yang terdiri dari mineral padat ( solid ) berupa massa yang berukuran besar
ataupun berupa fragment – fragment. Setiap batuan memiliki karaktristik atau
sifat untuk mempertahankan bentuknya masing-masing. Secara umum karakteristik
batuan dalam mekanika dapat dibagi menjadi dua yakni sifat fisik dan sifat
mekanik batuan. Kedua karakteristik inilah yang acap kali di gunakan dalam
membuat sebuah desain model penambangan.
A.
Sifat Fisik Batuan
Dalam konsep mekanika batuan sifat
fisik batuan didefinisikan sebagi kenampakan khas fisikis batuan yang dapat
diinterpretasi secara langsung. Sifat fisik batuan berdasarkan konsep mekanika
yang dapat dijadikan parameter dalam pemodelan penambangan antara lain :
1. Porositas
Porositas adalah kemampuan suatu batuan untuk menyimpan fluida. Dalam konsep keteknikan porositas didefinisikan perbandingan ruang kosong /pori-pori dalam batuan dengan
keseluruhan volume batuan. Porositas dibagi 2 berdasarkan asal usulnya :
·
Original (Primary) Porosity
Porositas
yang terbentuk ketika deposisi material (proses pengendapan batuan) tanpa ada
faktor lain. Pada umunya terjadi pada porositas antar butiran pada batupasir,
gamping/kapur, dan batuan kristal yang pada dasarnya bentuknya tak seragam.
·
Induced (Secondary) Porosity
Porositas
yang terbentuk setelah proses deposisi batuan karena beberapa proses geologi
yang terjadi pada batuan tersebut, seperti proses intrusi, fault, retakan, dan
sebagainya. Proses tersebut akan mengakibatkan lapisan yang sebelumnya
non-porosity/permeabelitas menjadi lapisan berporositas. Contohnya retakan pada
shale dan batukapur, dan vugs atau lubang-lubang akibat pelarutan pada
batukapur.
2. Specific Gravity
Specific
Gravity didefinisikan sebagai berat jenis dari batuan. Setiap batuan mempunyai berat
jenis tertentu. Besarnya ditentukan oleh unsur-unsur pembentuknya serta
kepadatan dari ikatan unsur-unsur tersebut dalam susunan kristalnya. Umumnya
“mineral-mineral pembentuk batuan”, mempunyai berat jenis sekitar 2.7, meskipun
berat jenis rata-rata unsur metal didalamnya berkisar antara 5. Emas murni
umpamanya, mempunyai berat jenis 19.3.
3. Void Ratio
Void ratio
adalah rasio rongga atau perbandingan pori, yakni perbandingan antara isi pori dan
atau rongga yang terdapat diantara butir-butir bahan dengan isi bahan padat.
4. Bobot Isi
Bobot
isi mengacu pada seberapa besarnya kandungan isi dari kepadatan batuan.
5. Absorpsion
Mengacu
pada seberapa besar kemampuan batuan dalam menyerap air (daya serap batuan
terhadap air).
B.
Sifat Mekanik Batuan
Sifat atau karakteristik yang
dapat terlihat pada batuan akibat pengaruh gaya dan tekanan. Sifat mekanik
batuan dalam mekanika batuan dapat berbentuk :
- Strength (Kuat Tekanan dan Kuat Tarikan)
Arthur
menyatakan
bahwa strength pada batuan merupakan faktor yang sangat penting untuk
penentuan laju pemboran. Strength pada batuan adalah
kemampuan batuan untuk mengikat komponen-komponennya bersama-sama. Jadi dengan
kata lain apabila suatu batuan diberikan tekanan yang lebih besar dari kekuatan
batuan tersebut, maka komponen-komponennya akan terpisah-pisah atau dapat
dikatakan hancur. Lebih lanjut lagi, criteria kehancuran batuan diakibatkan
oleh adanya : Stress (tegangan) dan Strain (regangan).
Tegangan dan regangan ini terjadi apabila ada suatu gaya
yang dikenakan pada batuan tersebut. Goodman, menyatakan variasi beban
yang diberikan pada suatu batuan mengakibatkan kehancuran batuan. Terdapat empat
jenis kerusakan batuan yang umum, yaitu :
v
Flexure Failure
Flexure failure terjadi karena
adanya beban pada potongan batuan akibat gaya berat yang ditanggungnya, karena
adanya ruang pori formasi dibawahnya.
v Shear Failure
Shear failure, kerusakan
yang terjadi akibat geseran pada suatu bidang perlapisan karena adanya suatu
ruang pori pada formasi dibawahnya.
v Crushing dan
Tensile Failure
Crushing dan
tensile failure merupakan kerusakan batuan yang terjadi akibat gerusan
suatu benda atau tekanan sehingga membentuk suatu bidang retakan.
v Direct Tension
Failure
Direct tension failure, kerusakan terjadi searah dengan
bidang geser dari suatu perlapisan.
2. Drillabilitas
Drillabilitas batuan (rock drillability)
merupakan ukuran kemudahan batuan untuk dibor, yang dinyatakan dalam satuan
besarnya volume batuan yang bisa dibor pada setiap unit energi yang diberikan
pada batuan tersebut. Drillabilitas batuan dapat ditentukan melalui data
pemboran (drilling record).
E = energi mekanik yang dibutuhkan,
lb-in
W = weigth on bit, lbf
r = jari-jari pahat, in
R = laju pemboran, ft/hr
N = kecepatan putar, rpm
V = volume batuan yang dihasilkan,
in3
Selanjutnya dengan pengembangan model pemboran,
drillabilitas batuan dapat ditentukan dengan menggunakan roller cone bit.
3. Abrasivitas
Merupakan sifat menggores dan mengikis dari batuan, sehingga
sering menyebabkan keausan pada gigi pahat dan diameter pahat. Setiap batuan
mempunyai sifat abrasivitas yang berbeda-beda, pada umumnya batuan beku
mempunyai tingkat abrasivitas sedang sampai tinggi, batu pasir lebih abrasif
daripada shale, serta limestone lebih abrasif dari batu pasir atau shale.
Ukuran dan bentuk dari partikel batuan menyebabkan berbagai tipe keausan,
seperti juga torsi dan daya tekan pada pahat.
- Tekanan pada Batuan
Merupakan tekanan-tekanan yang bekerja pada batuan
formasi. Tekanan-tekanan tersebut harus diperhatikan dalam kegiatan pemboran.
Karena berpengaruh dalam cepat-lambatnya laju penembusan batuan formasi. Secara
umum, batuan yang berada pada kedalaman tertentu akan mengalami tekanan :
a.
Internal Stress yang berasal
dari desakan fluida yang terkandung di dalam pori-pori batuan (tekanan
hidrostatik fluida formasi).
b.
Eksternal Stress yang berasal
dari pembebanan batuan yang ada di atasnya (tekanan overburden).
- Modulus Elastisitas
Modulus
Elastisitas adalah sifat
elastis atau kelenturan dari suatu batuan.
- Poisons Ratio
Referensi :
part-1/
petrofisika/
http:id.wordpress.com/tag/physical-properties
http:id.wordpress.com/tag/sifat
fisi/mekanik
http://www.ittelkom.ac.id/library/index.php?view=article&catid=11%3Asistemkomunikasi&id=390%3physicalmekanicpropertiesgpr&option=com_content&Itemid=15
http://pkukmweb.ukm.my/~kamal/mekanika-batuan.htm
Facebook
LinkedIn
No comments:
Post a Comment