Klasifikasi Bahan Peledak

Tujuan pekerjaan pemboran dan peledakan: Memecah atau membongkar batuan padat menjadi material yang cocok untuk dikerjakan dalam proses produksi berikutnya.

Tujuan perencanaan pemboran dan peledakan pada batuan: menghasilkan batuan lepas, yang dinyatakan dalam derajat fragmentasi sesuai dengan tujuan yang akan capai. 

Hasil peledakan ini sangat mempengaruhi produktivitas dan biaya operasi berikutnya.

Fragmentasi batuan dapat dikontrol dengan merubah pola pemboran atau mengatur powder faktor atau menggunakan kombinasi kedua faktor tersebut.

Apabila derajat fragmentasi bertambah maka biaya pemboran dan peledakan juga akan bertambah.

Fragmentasi yang kecil akan meningkatkan produktivitas, mengurangi keausan dan kerusakan peralatan sehingga menurunkan biaya pemuatan, pengangkutan dan proses selanjutnya. Hal ini juga akan mengurangi secondary blasting.

Untuk mencapai hasil optimal pada pekerjaan pemboran dan peledakan diperlukan pengetahuan: Batuan dan struktur geologi, bahan peledak dan perlengkapannya, teknik peledakan, merencanakan suatu pekerjaan peledakan dan menghitung biaya peledakan.

Batuan dan Bahan Peledak

Sifat-sifat batuan yang penting:

• Kekerasan: Tahanan dari suatu bidang permukaan halus terhadap abrasi. Kekerasan dipakai untuk mengukur sifat-sifat teknis dari material batuan. 
• Abrasiveness: Parameter yang mempengaruhi keausan (umur) mata bor. Abrasiveness tergantung pada komposisi batuan. Keausan mata bor sebanding dengan komposisi batuan tersebut. Kandungan kuarsa dalam batuan biasanya dianggap sebagai petunjuk yang dapat dipercaya untuk mengukur keausan mata bor (drill bit).
• Tekstur: Struktur butiran dari batuan dan dapat diklasifikasikan berdasarkan sifat-sifat porositas, looseness density dan ukuran butir.  Tekstur juga mempengaruhi kecepatan pemboran.
• Struktur: Rekahan, patahan, bidang perlapisan schistosity dan jenis batuan, dip, strike. Semuanya mempengaruhi kekuatan struktur dari batuan. Stuktur batuan mempengaruhi kelurusan lubang bor dan kecepatan pemboran. 
• Breaking characteristic: menggambarkan sifat batuan apabila dipukul dengan
  palu. Setiap jenis batuan mempunyai sifat khusus dan derajat kerusakan yang
  berhubungan dengan dengan tekstur, komposisi mineral dan strukturnya.
   
  

Rock Drillability:

Kecepatan penetrasi dari mata bor ke dalam batuan. Rock drillability adalah fungsi dari beberapa sifat batuan, seperti: komposisi mineral, tekstur, ukuran butiran, derajat pelapukan dan lain sebagainya.

Rock Blastability:

Tahanan batuan terhadap peledakan dan ini sangat dipengaruhi oleh keadaan batuan. Dalam batuan yang keras dan padat peledakan dapat dikontrol dengan baik. Sedangkan dalam batuan yang banyak celahnya sebagian energi dari bahan peledak hilang ke dalam rekahan dan peledakan susah untuk dikontrol.

  

Sebelum sampai pada rancang bangun peledakan, banyak hal yang harus diketahui terlebih dahulu, yaitu yang berkaitan dengan :

     a. Parameter batuan.

     b. Parameter bahan peledak.

     c. Parameter pengisian.

     d. Sasaran produksi.

     e. Fragmentasi yang dikehendaki.

     f.  Kondisi lapangan (curah hujan, bangunan sekitar, kebisingan, dll).

Bahan peledak (handak) 

       “adalah suatu bahan kimia yang berupa senyawa tunggal atau campurannya yang berbentuk padat atau cair, yang apabila dikenai suatu aksi panas, benturan, gesekan atau ledakan awal dapat bereaksi dengan kecepatan tinggi dan akan berubah menjadi bahan-bahan yang lebih stabil yang sebagian atau seluruhnya berbentuk gas dan disertai dengan panas dan tekanan yang sangat tinggi.”

   

Secara garis besarnya, jenis bahan peledak diklasifikasikan menjadi 3 bagian, yaitu :

• Bahan peledak mekanis (mechanical explosives).
• Bahan peledak kimia (chemical explosives).
• Bahan peledak nuklir (nuclear explosives).

Berdasarkan lapangan penggunaannya, bahan peledak dibagi atas :

• Bahan peledak militer (untuk kepentingan militer).
• Bahan peledak komersil / industri (untuk keperluan pekerjaan sipil, tambang, dll), umumnya dari bahan peledak kimia.

Berdasarkan kecepatan reaksinya, bahan peledak dibagi 2 jenis, yaitu:

• Bahan peledak kuat (high explosives). 
• Bahan peledak lemah (low explosives). 

 

 Bahan peledak mekanis

 

      Senyawa dalam bahan peledak mekanis akan segera bereaksi dan berubah menjadi gas akibat suatu elemen panas yang dimasukkan ke dalam bahan peledak tersebut. Contohnya adalah cardox, yaitu bahan peledak yang terdiri dari suatu tabung dengan penutup yang mudah retak yang berisi CO2 cair.

Bahan peledak kimia

 

Berdasarkan kecepatan reaksinya bahan peledak ini dibagi dua, yaitu :

• Bahan peledak kuat : Bahan peledak ini memiliki kecepatan reaksi sangat tinggi, yaitu 5.000 – 24.000 fps     (1-6 mil perdetik). Tekanan yang dihasilkan juga sangat tinggi 50.000 – 4.000.000 psi. Sifat reaksinya adalah detonasi, yaitu penyebaran gelombang kejut (shock wave).                                                              

          Bahan peledak kuat ini dibagi 2 macam lagi, yaitu :

1. “primary explosives”, yaitu bahan peledak yang mudah meledak bila terkena api, benturan, atau gesekan, misalnya PbN6, Hg(ONC)2, yaitu untuk bahan isi detonator.
2. “secondary explosives” , yaitu bahan peledak yang hanya akan meledak apabila ada ledakan yang mendahuluinya, misalnya ledakan dari sebuah detonator atau primer. Contohnya adalah TNT (Tri Nitro Toluene) dan PETN.

• Bahan peledak lemah : Bahan peledak ini (low explosives) memiliki kecepatan reaksi rendah (<5.000 fps). Tekanan yang dihasilkan <50.000 psi. Umumnya dipakai di tambang batubara.

Bahan peledak nuklir

 

    Bahan peledak nuklir umumnya terbuat dari plutonium, uranium 235, atau bahan-bahan sejenis yang mempunyai sifat atom aktif.

 

Dasar-dasar Teknik Peledakan

DEFENISI BAHAN PELEDAK :

Bahan Peledak adalah suatu bahan kimia senyawa tunggal atau campuran berbentuk padat, cair, gas atau campurannya yang apabila dikenai suatu aksi panas, benturan, gesekan atau ledakan awal akan mengalami suatu reaksi kimia eksotermis sangat cepat yang hasil reaksinya sebagian atau seluruhnya berbentuk gas dan disertai panas dan tekanan sangat tinggi yang secara kimia lebih stabil.

Tujuan Peledakan yaitu :

• Pembongkaran Batuan
• Pembuatan Terowongan

Bahan peledak HANDAK (explosive) mempunyai  tiga (3)  Campuran bahan :

1. Zat  kimia  yang mudah bereaksi yang fungsinya sebagai explosive base, yaitu :

• N.G (Nitroglyserine) C3H5(NO3)3
• TNT(Tri Nitro Toluence) C6H2CH3 (NO2)3
• Nitrocellulose/gun cotton (C6H7 (NO3)3 O2) x, dimana x  dapat bernilai 1
• Nitrostearach (C6H7 (NO3)3 O2) x, dimana x dapat bernilai 3 
• Dinitroluence C7N2O4H6
• Ethylene glycoldinitrate C2H4(NO3)2
• Fulminate (campuran HNO3 + alkohol), biasanya dicampur dengan metal Pb/Hg/Cu/Ag sebagai detenator (pemulai ledakan).

2. Oksidator yang fungsinya memberikan O2,  yaitu 
                               KClO3, NaClO3, NaNO3, NH4NO3, dan KNO3

3. Zat penyerap/tambahan  terdiri dari serbuk kayu, serbuk gandum, serbuk batubara, serbuk belerang, chalk  (CaCO3), oksida seng dan Kieselguhr / silika (SiO2).

Menurut Daya Ledak :

Bahan Peledak secara umum dibagi atas 2 bagian menurut daya ledak yang ditimbulkannya, yaitu :  

1. Low Explosives, dengan ciri-ciri :

• Jangkauan ledakan < 1000 m / dtk
• Reaksi peledakannya relatif lambat, 
• Tidak seluruh bahan peledak berubah dari fase padat menjadi fase gas, sehingga menimbulkan tekanan dan temperatur yang tinggi
• Menghasilkan proses pembakaran yang relatif lambat (deflagration) dan tidak menghasilkan getaran dan gelombang (shock waves). Contoh : Black Powder (sodium nitrat dan sulfur). Black powder ada 2 (dua) jenis yaitu Black Blasting Powder yang berbentuk butiran dan Pellet Powder.

2. High Explosives, dengan ciri-ciri :

• Jangkauan ledakan > 1500 meter / detik
• Reaksi peledakan cepat
• Seluruh bahan peledak berubah dari fase padat menjadi fase gas.
• Menghasilkan getaran gelombang yang tinggi yang diikuti oleh reaksi kimia yang menyediakan energi untuk kelanjutan propagasi secara stabil yang menimbulkan "shattering effect". Contoh : Dinamit,  TNT (Tri Nitro Toluen), dan Gelatine.

SEGITIGA PEMBAKARAN

 

KARAKTER FISIK BAHAN PELEDAK

1. Densitas (Density)

• Berat bahan peledak per unit volume diekspresikan dalam satuan  :  gr/cc 
• Densitas bhn.peledak yang tinggi akan lebih mudah menghasilkan dead  pressed (detonasi rendah akibat kehilangan sensitivitas karena terhambatnya tekanan) dibanding densitas yang rendah.
• Loading density adalah berat per meter bhn.peledak didalam kolom lub.tembak (kg/m)
• Batuan padat/masif à gunakan densitas bhn. peledak tinggi.
• Batuan berstruktur/lunak - pakai densitas bhn.peledak rendah 
• Densitas ANFO  : 0,85 gr/cc

2. Sensitivitas (Sensitivity) 

• Ukuran tingkat kemudahan inisiasi bhn.peledak atau ukuran minimal booster yang diperlukan
• Bervariasi tergantung pada komposisi bhn.peledak, diameter, temperatur dan tekanan ambient
• High explosive (1,1D) - sensitif terhadap detonator No.8 atau detonating cord 10 gr/m
• Blasting agent (1,5D) - tdk sensitif terhdp. detonator No.8; memerlukan booster (primer)
• Beberapa blasting agent sensitif terhadap det.cord dan dapat mencegah sekuen peledakan tunda downhole.

HUBUNGAN DENSITAS DAN SENSITIVITAS HANDAK

• Densitas kritis terbentuk bila partikel pembentuk handak terlalu rapat, shg tidak terdapat voids sebagai ruang bagi terbentuknya hot spots agar terjadi detonasi.
• Densitas handak berhubungan erat dengan sensitivitasnya
• Dead pressing terbentuk bila voids untuk gas rusak, misalnya karena tekanan, gelombang kejut, shg mengurangi sensitivitasnya.

 

 

3. Ketahanan Terhadap Air (Water Resistance)

• Kemampuan bhn.peledak untuk melawan air disekitarnya tanpa kehilangan sensitifitas atau efisiensi
• Ketahanan thd air bhn.peledak bervariasi. ANFO tidak tahan  terhadap air (larut); sedangkan emulsi dan watergels tahan air
• Fume berwarna coklat-orange dari gas NO menandakan  hasil peledakan yang tidak efisien akibat bhn. peledak basah
• Ketahanan terhadap air dapat dilakukan dengan melapisi lub. ledak atau menggunakan cartridge

4. Kestabilan Kimiawi (Chemical Stability)

• Kemampuan untuk tidak berubah secara kimia dan tetap  mem-pertahankan sensitifitas selama dalam penyimpanan di  gudang dengan kondisi tertentu
• Bhn.peledak yang tdk stabil (mis. NG based) mempunyai kemampuan stabil lebih pendek dan cepat rusak
• Faktor-faktor yang mempercepat ketdk stabilan kimiawi a.l: panas, dingin, kelembaban, kualitas bahan baku, kontaminasi, pengepakan, fasilitas gudang.
• Tanda-tanda kerusakan a.l: kristalisasi, penambahan viskositas, dan penambahan densitas
• Gudang bh.peledak bawah tanah akan mengurangi efek perubahan temperatur

5. Karakteristik Gas (Fumes Characteristic)

• Detonasi bhn.peledak menghasilkan gas-gas non-toxic (CO2, H2O, N2) dan toxic (NO, NO2, CO)
• Gas-gas ini perlu diperhatikan pada peledakan bawah tanah atau terbuka bila gerakan angin yang rendah.
• Faktor-faktor yang menimbulkan gas toxic a.l: letak primer yang tidak tepat, kurang tertutup, air, komposisi bhn.peledak tidak baik, timing (sistem tunda) tidak tepat, dan adanya reaksi dengan batuan (sulfida atau karbonat).