MEMAHAMI MEDAN KERJA DAN SIFAT FISIK MATERIAL

Material yang berada dipermukaan bumi ini sangat beraneka ragam, baik jenis, bentuk dan lain sebagainya. Oleh karenanya alat yang digunakan memindahkanpun beraneka ragam pula., Yang dimaksud dengan material dalam pekerjaan pemindahan tanah (earth moving), meliputi tanah,batuan, vegetasi (pohon, semak belukar dan alang-alang). Sifat phisik yang harus dihadapi alat berat akan berpengaruh besar terutama dalam hal :
1. menentukan jenis alat yang digunakan dan taksiran produksi atau kapasitas produksinya.
2. Perhitungan volume pekerjaan
3. Kemampuan kerja alat pada kondisi material yang ada.

Jadi dengan tidak sesuainya alat dengan kondisi material, akan menimbulkan kesulitan berupa tidak efisiensinya alat berat, yang otomatis akan menimbulkan kerugian karena banyaknya waktu yang terbuang (loss time).
Baberapa sifat phisik material dan kondisi medan kerja yang penting untuk siperhatikan dalam pekerjaan pemindahan tanah adalah sebagai berikut :
1. Pengembangan Material
2. Berat Material
3. Bentuk Material
4. Kohesivitas Material
5. Kekerasan Material Daya Dukung Tanah

Pengembangan Material 

Yang dimaksud dengan pengembangan material adalah perubahan berupa penambahan atau pengurangan material/tanah yang diganggu dari bentuk aslinya. Dari faktor tersebut kondisi material dibagi dalam tiga bagian. Seperti pada gambar 1 berikut ini :

GAMBAR 1

a) Keadaan asli (Bank condition)
Keadaan material yang masih alami dan belum mengalami gangguan teknologi dinamakan keadaan asli (Bank). Dalam keadaan seperti ini, butiran-butiran yang dikandungnya masih terkonsilidasi dengan baik. Satian volume material dalam kondisi asli disebut meter kubik dalam keadaan asli (Bank Cubic Meter atau BCM)

b) Keadaan gembur (loose condition)
Material yang telah digali dari tempat asalnya, akan mengalami perubahan volume, yaitu mengembang. Hal ini disebabkan adanya penambahan rongga-rongga udara pada butiran-butiran tanah. Dengan demikian volumenya bertambah besar. Satuan volume material dalam kondisi gembur umumnya disebut meter kubik dalam keadaan gembur (Loose Cubic Meter atau LCM)

c) Keadaan padat (Compact condition)
Keadaan ini akan dialami oleh material yang mengalami proses pemadatan (pemampatan). Perubahan volume terjadi, karena adanya penyusutan rongga udara diantara partikel-partikel material tersebut. Dengan demikian volumenya berkurang, sedangkan beratnya tetap. Satuan material dalam kondisi padat disebut meter kubik dalam keadaan padat (Compact Cubic Meter atau CCM).

Dalam perhitungan produksi, material yang didorong/digusur dengan blade, yang dimuat dengan bucket atau vessel, kemudian ditebar adalah dalam kondisi gembur. Untuk menghitung volume tanah sudah diganggu dari bentuk aslinya, dengan melakukan penggalian material tersebut, atau melakukan pemadatan dari material yang sudah gembur menjadi padat, perlu dikalikan dengan faktor yang disebut faktor konversi.

Contoh 1 : bila 300 BCM (Bank Cubic Meter) tanah biasa asli digali sehingga menjadi gembur, maka berapa volumenya sekarang ?

Jawab      : Dari tabel faktor konversi, disapat data, bahwa tanah berpasir, faktor konversi dari asli ke gembur adalah 1.25, maka volume sekarang menjadi,

                  volume gembur = Volume asli x faktor

                  = 300 x 1.25

                  = 375 LCM (Loose Cubic Meter)

Contoh 2  : Ada 400 LCM tanah berpasir dalam keadaan gembur. Apabila kemudian tanah ini        dipadatkan dengan compactor, maka berapakah volume sekarang :

Jawab      : Kembali lihat tabel. Kemudian akan diperoleh faktor konversi tanah berpasir dari gembur             kepadat 0.72, maka :

                  Volume padat = volume gembur x faktor

                                       = 400 x 0.72

                                       = 288 CCM (Compacted Cubik Meter)

Berat Material 

Berat adalah sifat yang dimiliki oleh setiap material. Kemampuan suatu alat berat untuk melakukan pekerjaan seperti mendorong, mengangkat, mengangkut dan lain-lain, akan dipengaruhi oleh berat material tersebut. Seperti yang di alami oleh alat pada gambar 2, dibawah ini :
Waktu mengangkut tanah dengan berat 1.5 ton/m3, alat bekerja dengan baik. Tetapi pada saat mengangkut tanah dengan berat 1.8 ton/m3, ternyata alat angkut mengalami beban berat sehingga unit terlihat berat untuk menggelinding.

Bentuk Material

Faktor ini harus dipahami, karena akan berpengaruh terhadap banyak sedikitnya material tersebutdapat menempati suatu ruangan tertentu. Mengingat material yang kondisi butirannya kecil, kemungkinan isi dapat sama (senilai) dengan volume ruangan yang ditempatinya. Sedangkan material yang berbongkah-bongkah akan lebih kecil dari nilai volume ruangan yang ditempati.

Oleh karena itu, material jenis ini akan berbentuk rongga-rongga udara yang memakan sebagian isi ruangan. Beberapa material yang mampu ditampung oleh suatu ruangan dapat di hitung dengan caramengoreksi ruangan tersebut dengan suatu faktor yang disebut “faktor muat” :”Bucket Factor” atau “Pay Load Factor”.

Kohesivitas Material

Yang disebut kohesivitas material adalah daya lekat atau kemampuan saling mengikat diantara butir-butir material itu sendiri.

Material dengan kohesivitas tinggi akan mudah menggunung. Jadi apabila material itu berada pada suatu tempat, akan mujung. Volume material yang menempati ruangan ini ada kemungkinan bisa melebihi volume ruangannya. Umpamanya tanah liat. Sedangkan material yang kohesivitas yang kurang baik, misalnya pasir, apabila menempati suatu ruangan akan sukar menggunung. Melainkan cenderung peres/rata (struck).


Kekerasan Material.

Material yang keras akan lebih sukar untuk di koyak, di gali atau di kupas oleh alat berat. Hal ini akan menurunkan produktivitas alat tersebut. Material yang tergolong keras adalah obat-batuan.
Aplikasi alat berat yang paling umum untuk material batu-batuan ialah : pembongkaran batu dengan cara ripping. Oleh karena itu sebelum menentukan alat berat yang akan digunakan meripping batuan, terlebih dahulu di tentukan tingkat appabilitasnya.

Metode untuk menentukan rippabilitas :

A. Mengklasifikasi jenis dan tekstur batuan.

Batuan sedimen

1. Berbentuk lapisan-lapisan 
2. Semakin tipis lapisan semakin mudah di ripping 
3. Contoh : Sand stone, limestone, shale, konglomerate. 

Batuan Beku 

1. Tidak membentuk perlapisan 
2. Relatif sulit untuk di ripping 
3. Contoh : Granite, basalt, andesite, dll. 

Batuan Metamorfik

1. Berbeda-beda rippabilitasnya tergantung pada : tebal perlapisan dan kekuatan ikatan kristalnya 
2. Contoh : Gneiss, schist, kwarsit, dll. 

Tingkat rippabilitas batuan ditentukan oleh :

• Tingkat pelapukan batuan 
• Kekuatan ikatan kristal batuan 

Mudah di ripping :

1. Ada “fault” atau patahan 
2. Tingkat pelapukan tinggi 
3. Kristalnya mudah lepas. 
4. Memiliki banyak lapisan tipis. 
5. Memiliki retakan yang besar. 
6. Mengalami perembesan oleh air 
7. Memiliki pperlapisan vertikal. 

Sulit di ripping

1. Memiliki partikel-partikel kecil yang padat 
2. Memiliki cukup kadar air untuk memadatkan permukaan batu. 
3. Tidak ada retakan 
4. Masif dan homogenikatan kristalnya yang kuat. 

B. Penentuan dengan pengujian di laboratorium.

• Dilakukan dengan cara uji kompresi dan kekerasan contoh batuan. 
• Hasilnya lebih tinggi dari keadaan sebenarnya, karena : mengabaikan faktor-faktor yang ada di lapangan. 

C. Penentuan dengan pengujian di lokasi / lapangan.

Metoda :

• Pengujian cepat rambat gelombang (seismic wave velocity/rippermeter test). 
• Pengujian hambatan listrik 
• Pengujian mekanis di lapangan. 

Yang praktis dan paling sering di gunakan adalah :pengukuran cepat rambat gelombang seismik (seismic wave velocity test).

Secara sederhana gambaran seismik wave velocity test dilakukan seperti gambar berikut. Hasil bisa di ketahui kekerasan dan kedalaman masing-masing lapisan keras sampai yang lunak.

Cara pengetesan :

Dengan menempatkan /sedikit tertanam alat ceophone a b c d e dengan jarak tertentu kemudian dirangkaikan sedemikian rupa, ujung kabel pada power source, satu lagi di hubungkan dengan peralatan khusus (Signal Stacking Seismograph).Setelah power source dipukul beberapa kali, maka akan diperoleh gambaran mengenai kekerasan material tersebut. Sehingga dapat di simpulkan type alat berat yang cocok.

Daya Dukung Tanah

Adalah kemampuan tanah untukmendukung alat berat yang berlalu-lalang diatasnya. Apabila suatu alat berat berada di atas tanah, maka alat berat tersebut akan memberikan “Ground pressure”, sevangkan perlawanan yang diberikan adalah “Daya Dukung”. Jika ground pressure alat lebih besar dari daya dukung tanah, maka alat tersebut akan terbenam.

Nilai daya dukung tanah dapat diketahui dengan cara pengukuran/test langsung di lapangan seperti gambar di atas. Alat yang umum digunakan untuk test daya dukung tanah disebut “Cone Penetro Meter”. 

Diposkan 12th June 2012 oleh DUNIA TAMBANG