Eksplorasi Biji Besi

EKSPLORASI BIJI BESI

Penyelidikan umum dan eksplorasi bijih besi di Indonesia sudah banyak dilakukan oleh berbagai pihak, sehingga diperlukan penyusunan pedoman teknis eksplorasi bijih besi. Pedoman dimaksudkan sebagai bahan acuan berbagai pihak dalam melakukan kegiatan penyelidikan umum dan eksplorasi bijih besi primer, agar ada kesamaan dalam melakukan kegiatan tersebut diatas sampai pelaporan.

Tata cara eksplorasi bijih besi primer meliputi urutan kegiatan eksplorasi sebelum pekerjaan lapangan, saat pekerjaan lapangan dan setelah pekerjaan lapangan. Kegiatan sebelum pekerjaan lapangan ini bertujuan untuk mengetahui gambaran mengenai prospek cebakan bijih besi primer, meliputi studi literatur dan penginderaan jarak jauh. Penyediaan peralatan antara lain peta topografi, peta geologi, alat pemboran inti, alat ukur topografi, palu dan kompas geologi, loupe, magnetic pen, GPS, pita ukur, alat gali, magnetometer, kappameter dan peralatan geofisika.

Kegiatan pekerjaan lapangan yang dilakukan adalah penyelidikan geologi meliputi pemetaan; pembuatan paritan dan sumur uji, pengukuran topografi, survei geofisika dan pemboran inti.

Kegiatan setelah pekerjaan lapangan yang dilakukan antara lain adalah analisis laboratorium dan pengolahan data. Analisis laboratorium meliputi analisis kimia dan fisika. Unsur yang dianalisis kimia antara lain : Fe_total, Fe₂O₃, Fe₃O₄, TiO₂, S, P, SiO₂, MgO, CaO, K₂O, Al₂O₃, LOI. Analisis fisika yang dilakukan antara lain : mineragrafi, petrografi, berat jenis (BD). Sedangkan pengolahan data adalah interpretasi hasil dari penyelidikan lapangan dan analisis laboratorium.

Tahapan eksplorasi adalah urutan penyelidikan geologi yang umumnya dilakukan melalui empat tahap sbb : Survei tinjau, prospeksi, eksplorasi umum, eksplorasi rinci. Survei tinjau, tahap eksplorasi untuk mengidentifikasi daerah-daerah yang berpotensi bagi keterdapatan mineral pada skala regional. Prospeksi, tahap eksplorasi dengan jalan mempersempit daerah yg mengandung endapan mineral yg potensial. Eksplorasi umum, tahap eksplorasi yang rnerupakan deliniasi awal dari suatu endapan yang teridentifikasi .

Eksplorasi rinci, tahap eksplorasi untuk mendeliniasi secara rinci dalarn 3-dimensi terhadap endapan mineral yang telah diketahui dari pencontohan singkapan, paritan, lubang bor, shafts dan terowongan.

Penyelidikan geologi adalah penyelidikan yang berkaitan dengan aspek-aspek geologi diantaranya : pemetaan geologi, parit uji, sumur uji. Pemetaan adalah pengamatan dan pengambilan conto yang berkaitan dengan aspek geologi dilapangan. Pengamatan yang dilakukan meliputi : jenis litologi, mineralisasi, ubahan dan struktur pada singkapan, sedangkan pengambilan conto berupa batuan terpilih.

Penyelidikan Geofisika adalah penyelidikan yang berdasarkan sifat fisik batuan, untuk dapat mengetahui struktur bawah permukaan, geometri cebakan mineral, serta sebarannya secara horizontal maupun secara vertical yang mendukung penafsiran geologi dan geokimia secara langsung maupun tidak langsung.

Pemboran inti dilakukan setelah penyelidikan geologi dan penyelidikan geofisika. Penentuan jumlah cadangan (sumberdaya) mineral yang mempunyai nilai ekonomis adalah suatu hal pertama kali yang perlu dikaji, dihitung sesuai standar perhitungan cadangan yang berlaku, karena akan berpengaruh terhadap optimasi rencana usaha tambang, umur tambang dan hasil yang akan diperoleh.

Dalam hal penentuan cadangan, langkah yang perlu diperhatikan antara lain :

- Memadai atau tidaknya kegiatan dan hasil eksplorasi.

- Kebenaran penyebaran dan kualitas cadangan berdasarkan korelasi seluruh data eksplorasi seperti pemboran, analisis conto, dll.

- Kelayakan penentuan batasan cadangan, seperti Cut of Grade, Stripping Ratio, kedalaman maksimum penambangan, ketebalan minimum dan sebagainya bertujuan untuk mengetahui kondisi geologi dan sebaran bijih besi bawah permukaan.

Tatacara eksplorasi pasir besi meliputi urutan kegiatan eksplorasi pasir besi mulai dari kegiatan sebelum pekerjaan lapangan, saat pekerjaan lapangan dan setelah pekerjaan lapangan yang dilakukan untuk mengetahui potensi pasir besi.

· Kegiatan Sebelum Pekerjaan Lapangan

- Studi Literatur yang dilakukan meliputi: pengumpulan dan pengolahan data serta laporan kegiatan sebelumnya.

- Studi Penginderaan Jarak Jauh dengan jenis data yang dapat digunakan dalam studi ini meliputi : data Citra Landsat MSS TM/ Tematic mapper, SLAR, Spot image dan foto udara. Dengan data penginderaan jarak jauh ini dapat dilakukan interpretasi gejala–gejala geologi yang berguna sebagai acuan dalam eksplorasi pasir besi.

- Studi Geofisika dengan Eksplorasi Bijih Besi (Iron Ore) Menggunakan Metode Magnetik

EKSPLORASI GEOFISIKA

Ekplorasi merupakan penyelidikan awal di bidang pertambangan yang bertujuan untuk mengetahui potensi mineral atau bahan galian di suatu wilayah penelitian. Hasil sebuah ekplorasi biasanya berupa karakteristik bahan tambang, sebaran mineral, atau jumlah cadangan mineral.

Di dalam eksplorasi geofisika biasanya digunakan beberapa metode seperti metode geolistrik (geoelectric), metode magnetik, metode gravitasi dan seismik. Masing-masing metode diterapkan sesuai dengan objek bahan galian yang akan diselidiki. Misalnya, metode geolistrik sangat cocok untuk mengetahui potensi air tanah (ground water). Metode ini juga dapat diterapkan untuk eksplorasi mineral seperti bijih besi dan mangan. Namun, akurasinya rendah dikarenakan nilai resistivitas skala laboratorium untuk beberapa jenis mineral berbeda dengan skala lapangan. Hal ini tentunya dipengaruhi oleh struktur batuan.

Contoh lainnya adalah metode magnetik, cocok digunakan untuk eksplorasi mineral magnetis seperti bijih besi seperti magnetit dan hematit. Metode ini didasarkan pada nilai anomali medan magnet bumi di suatu kawasan survei. Sebagaimana kita ketahui bahwa bumi memiliki sifat seperti magnet (dwikutub) yaitu kutub utara dan selatan.

Dalam artikel ini akan diulas secara singkat mengenai eksplorasi mineral dengan metode magnetik atau biasa juga disebut sebagai metode geomagnetik. Untuk memahami metode geomagnetik, ada baiknya diulas secara ringkas beberapa teori dasar tentang kemagnetan dan beberapa kajian yang berkaitan dengannya .

· Kegiatan Pekerjaan Lapangan

- Pemetaan Geologi dalam penyelidikan pasir besi meliputi pemetaan batas pasir pantai dengan litologi lainnya, sehingga dapat diperoleh gambaran sebaran endapan pasir besi.

- Pengukuran Topografi dilakukan untuk menggambarkan morfologi pantai dan perencanaan penempatan titik-titik lokasi pemboran dan sumur uji serta lintasan geofisika.

Urutan kegiatan yang dilakukan dalam pengukuran topografi adalah sebagai berikut:

- Penentuan koordinat titik awal pengukuran pada punggungan sand dune.

- Pembuatan garis sumbu utama (base line) dan

- Pengukuran siku-siku untuk garis lintang (cross line).

Garis sumbu utama diusahakan searah dengan garis pantai dan garis-garis lintang yang merupakan tempat kedudukan titik bor, arahnya dibuat tegak lurus terhadap sumbu utama dengan interval jarak tertentu.

- Geofisika (Geomagnetik) metoda geofisika yang digunakan dalam studi ini adalah metoda geomagnetik yang meliputi: aeromagnetic dan groundmagnetic, namun jarang diterapkan. Tujuan dari penerapan metode ini adalah untuk mencari sebaran anomali magnetik daerah pantai yang dieksplorasi.

- Pemboran ini dimaksudkan untuk mengambil conto-conto pasir besi pantai baik yang ada diatas permukaan laut maupun yang berada dibawahnya.

Pekerjaan pemboran pasir besi dilakukan dengan menggunakan bor dangkal baik yang bersifat manual (Doormer) maupun bersifat semi mekanis ( Gambar 1 ). Kegiatan yang dilakukan adalah sebagai berikut:

- Penentuan lokasi titik bor

- Setting alat bor

- Pembuatan lubang awal dilakukan dengan menggunakan mata bor jenis Ivan sampai batas permukaan air tanah.

- Setelah menembus lapisan air tanah, pemboran dilakukan dengan menggunakan casing yang didalamnya dipasang bailer.

- Pemboran dihentikan sampai batas batuan dasar.

Pengambilan conto pasir besi yang terletak di atas permukaan air tanah diambil dengan sendok pasir (sand auger) jenis Ivan berdiameter 2,5 inchi, sedangkan conto pasir yang berada di bawah permukaan air tanah dan bawah permukaan air laut diambil dengan bailer yang dilengkapi ball valve. Conto-conto diambil untuk setiap kedalaman 1,5 meter atau setiap satu meter dan dibedakan antara conto dari horizon A, conto horizon B dan conto dari horizon C.

Pola pemboran dan interval titik bor yang digunakan pada pekerjaan ini disesuikan dengan tahapan survei, sebagai contoh pada tahapan eksplorasi rinci digunakan pola pemboran dengan interval 100 m x 20 m (Gambar 2).

- Pembuatan Sumur Uji, pada umumnya dilakukan pada pasir besi undak tua yang telah mengalami kompaksi. Kegiatan ini dimaksudkan untuk mengambil conto-conto pasir besi pantai sampai pada kedalaman tertentu sampai mencapai permukaan air dan untuk mengetahui profil/penampang tegak perlapisan pasir besi.

Kegiatan yang dilakukan adalah sebagai berikut:

- Penentuan lokasi sumur uji.

- Penggalian dengan luas bukaan sumur 1m x 1m atau 1,5m x 1,5m.

- Bila terjadi runtuhan maka dibuat penyangga.

- Pembuatan sumur dihentikan apabila telah mencapai permukaan air atau telah mencapai batuan dasar.

Pengambilan conto pasir besi dari sumur uji diambil dengan interval setiap satu meter menggunakan metoda channel sampling, dengan ukuran 5 cm x 10 cm.

- Preparasi Conto, proses preparasi di lapangan untuk conto bor dan sumur uji dapat dilakukan dengan dua metoda, yaitu: increment atau Riffle splitter. Conto yang diambil harus homogen dari setiap interval kedalaman. Dengan pengambilan yang cukup representatif akan menjamin ketelitian dalam analisa kimia, perhitungan sumber daya atau cadangan dari endapan pasir besi pantai. Pengambilan conto-conto tersebut didasari oleh prosedur baku dalam eksplorasi endapan pasir besi pantai.

Kegiatan yang dilakukan dalam proses preparasi dengan metoda increment mengacu pada Japan Industrial Standard (J.I.S ), yaitu :

- Conto pasir hasil pemboran atau sumur uji ditampung pada suatu wadah dan diaduk hingga homogen

- Conto tersebut di atas dimasukkan dalam kotak increment, diratakan dan dibagi dalam garis kotak- kotak (Gambar 3).

- Conto direduksi dengan menggunakan sendok increment dari kotak increment, dari tiap-tiap kotak ditampung dalam kantong conto (Gambar 4).

- Conto hasil reduksi kemudian dikeringkan.

- Conto yang sudah dikeringkan dari tiap – tiap interval dibagi menjadi 3 bagian. Satu bagian untuk conto individu, satu bagian untuk conto komposit dan satu bagian untuk duplikat.

- Satu bagian conto dari tiap interval digabungkan dengan interval lainnya menjadi conto komposit.

Kegiatan yang dilakukan dalam proses preparasi dengan metoda riffle splitter, yaitu :

- Conto pasir hasil pemboran atau sumur uji ditampung pada suatu wadah dan diaduk hingga homogen, kemudian dikeringkan

- Conto yang telah kering direduksi dengan riffle splitter hingga mendapatkan berat yang diinginkan (+ 3 kg).

- Conto yang sudah mengalami splitting dari tiap – tiap interval dibagi menjadi 3 bagian. Satu bagian untuk conto individu, satu bagian untuk conto komposit dan satu bagian untuk duplikat.

- Satu bagian conto dari tiap interval digabungkan dengan interval lainnya menjadi conto komposit.

- Penentuan Persentase Kemagnetan (MD), diawali dengan pemisahan mineral magnetik dengan non-magnetik, sebagai berikut:

- Hasil preparasi conto dilapangan sebanyak 1 kg, direduksi hingga + 100 gr menggunakan splitter (conto hasil reduksi).

- Conto hasil reduksi ditaburkan dalam suatu tempat secara merata.

- Pemisahan dilakukan dengan menggerak-kan magnet batang 300 gauss berulang-ulang minimal 7 kali di atas selembar kaca setebal 2 mm yang dibawahnya tertabur conto pasir untuk mendapatkan conto konsentrat yang cukup bersih. Jarak antara magnet batang dengan lapisan pasir harus dibuat tetap untuk menghindari perbedaan kuat medan magnet.

- Konsentrat yang diperoleh dari pemisahan magnet, ditimbang dalam satuan gram. Dengan membandingkan berat konsentrat dan berat conto hasil reduksi, maka didapat harga persentase magnetik dengan rumus :

Berat Konsentrat

MD : X 100 %

Berat conto hasil reduksi

- Penentuan Berat Jenis insitu dilakukan dengan cara sebagai berikut:

- Penghitungan volume conto dari bor berdasarkan perhitungan volume bagian dalam dari casing dengan rumus:

V= π x r² x t

V = Volume conto

π = Konstanta (3,14)

r = jari-jari bagian dalam casing;

t = ketinggian conto dalam casing.

- Penentuan berat dengan cara menimbang setiap interval conto

· Kegiatan Setelah Pekerjaan Lapangan

- Analisa Laboratorium dilakukan conto-conto setelah dikumpulkan (Gambar 6). Pekerjaan analisa laboratorium meliputi analisa kimia dan fisika.

Analisa kimia dilakukan terhadap conto individu untuk mengetahui kandungan unsur dalam konsentrat, antara lain: Fe_total (FeO dan Fe₂O3, Fe3O4) dan Titan. Analisa kimia dapat dilakukan dengan beberapa metoda, antara lain AAS, volumetrik, XRF dan ICP.

Analisa fisika yang dilakukan antara lain analisa mineral butir, analisa ayak, analisa sifat magnetik dan berat jenis. Analisa mineral butir dilakukan untuk mengetahui jenis dan persen berat mineral baik untuk fraksi magnetik maupun nonmagnetik Conto yang dianalisa mineral butir berasal dari conto komposit, yang mewakili wilayah/ blok pemboran. Analisa ayak dimaksudkan untuk mengetahui ukuran butiran pasir besi yang dominan. Analisa ayak dilakukan terhadap conto pilihan berasal dari bagian-bagian blok interval dalam bentuk conto komposit berat 500 gram yang dibagi menjadi 6 fraksi, yakni :

1. butiran yang lebih besar + 2 mm atau + 10 mesh

2. butiran antara –2 + 1mm atau –10 + 18 mesh

3. butiran antara –1 + ½ mm atau –18 + 35 mesh;

4. butiran antara –1/2 + ¼ mm atau –35 + 72 mesh;

5. butiran antara –1/4 + 1/8 atau –72 + 150 mesh dan

6. butiran yang lebih kecil dari –1/8 mm.

Masing-masing fraksi jumlahnya dinyatakan dalam persen berat yang dapat digambarkan dalam bentuk diagram balok sehingga sebaran fraksi pasir besi yang dominan dapat diketahui (Gambar 7). Analisa berat jenis dimaksudkan untuk mengetahui berat jenis pasir besi. Analisa dilakukan dengan cara conto asli (crude sand) seberat 100 gram dimasukkan ke dalam air yang diketahui volumenya di dalam gelas ukur. Untuk memudahkan perhitungan ditetapkan volume 200 cc, apabila kenaikan air menjadi A cc, maka volume pasir yang dimasukkan = A – 200 cc.

Jadi berat jenis = 100 / (A-200) gram /cc.

- Pengolahan Data dari hasil pengamatan dan analisa laboratorium diolah dan ditafsirkan secara seksama untuk memberikan gambaran tentang kondisi geologi daerah penelitian yang berkembang dari aspek genetik, posisi, hubungan serta distribusinya.

Data hasil analisa MD dan pemboran dibuat profil penyebaran endapan pasir besi terhadap sumbu panjang (sejajar pantai) dan sumbu pendek (tegak lurus pantai) dan isograde. Lokasi-lokasi pengambilan conto diplot dalam peta topografi hasil pengukuran (Peta Lokasi Pengambilan Conto dan Peta Isograde).

Peta-peta yang dihasilkan bertujuan untuk keperluan penambangan, misalnya : peta isograde dan peta topografi serta penampang tegak sebaran bijih besi ke arah kedalaman baik sejajar garis pantai maupun yang memotong tegak lurus garis pantai. Bentuk–bentuk gumuk pasir baik yang front maupun back dunes dipetakan secara rinci.

Perhitungan sumber daya secara manual dilakukan dengan beberapa metoda, antara lain:

· Metoda daerah pengaruh dengan rumus :

C = (L x t) X MD x SG

Dimana :

C = Sumber daya dalam ton

L = Luas daerah pengaruh dalam m²

t = Tebal rata-rata endapan pasir besi dalam

meter

MD = prosentase kemagnetan dalam %

SG = Berat Jenis dalam ton/m³

· Metoda Geostatistik

Metoda ini digunakan untuk membantu dalam perhitungan estimasi sumber daya/cadangan endapan bahan galian dimana nilai conto merupakan realisasi fungsi acak (statistik spasial). Pada hipotesis ini, nilai conto merupakan suatu fungsi dari posisi dalam cebakan, dan posisi relatif conto dimasukkan dalam pertimbangan. Kesamaan nilai-nilai conto yang merupakan fungsi jarak conto serta yang saling berhubungan ini merupakan dasar teori statistik spasial. Metoda ini jarang dilakukan dalam perhitungan estimasi sumber daya /cadangan pasir besi.

Untuk mengetahui sejauh mana hubungan spasial antara titik–titik di dalam cebakan, maka harus diketahui fungsi strukturalnya yang dicerminkan oleh model semivariogramnya.

Menetapkan model semivariogram merupakan langkah awal dalam perhitungan geostatistik, selanjutnya dengan perhitungan varian estimasi, varian dispersi, varian kriging, dll.

Metoda geostatistik yang digunakan dalam eksplorasi pasir besi adalah varian estimasi. Pada metoda ini estimasi suatu cadangan dicirikan oleh suatu ekstensi/pengembangan satu atau beberapa harga yang diketahui terhadap daerah sekitarnya yang tidak dikenal. Suatu harga yang diketahui (diukur pada conto inti, atau pada suatu blok) diekstensikan terhadap bagian-bagian yang diketahui pada satu endapan bijih.

Ada beberapa cara estimasi yang sudah dikenal pada kegiatan pertambangan antara lain:

a. Estimasi kadar rata-rata suatu cadangan bijih berdasarkan rata-rata suatu kadar yang didapat dari analisis conto pemboran/sumur uji.

b. Estimasi endapan bijih pada suatu tambang atau blok-blok penambangan dengan menggunakan sistem poligon sebagai daerah pengaruh, yang antara lain didasari oleh titik-titik pengamatan berikutnya, pembobotan secara proporsional yang berbanding terbalik dengan jarak dan lain-lain.

Tujuan dari penggunaan metoda ini antara lain untuk memperoleh gambaran tiga dimensi dari bentuk endapan pasir besi. Pada penerapannya untuk perhitungan dalam geostatistik umumnya memerlukan bantuan komputer. Geoplan merupakan perangkat lunak yang diperlukan dalam paket perhitungan variogram. Selain itu juga digunakan perangkat lunak program KRIG3D yang merupakan paket program kriging, varian estimasi dan varian dispersi.

Mine Plan

1. Arti Perencanaan

Perencanaan dapat diartikan sebagai kegiatan berikut :

• Penentuan tujuan dan sasaran kegiatan yang ingin dicapai.
• Proses persiapan secara sistematik mengenai kegiatan yang akan dilakukan.
• Cara mencapai tujuan dan sasaran dengan menggunakan sumber dan kemampuan yang tersedia secara berdaya guna dan berdaya hasil.
• Pembahasan dari persoalan, kemungkinan dan kesempatan yang dapat terjadi yang dapat mempengaruhi pencapaian tujuan.
• Penentuan dari tindakan yang akan diambil untuk mencapai tujuan berdasarkan analisa tujuan dan kesempatan.

2.  Fungsi Perencanaan

Fungsi perencanaan tergantung dari jenis perencanaan yang digunakan dan sasaran yang dituju, tetapi secara umum fungsi perencanaan dapat dikatakan antara lain sebagai berikut :

• Pengarahan kegiatan, adanya pedoman bagi pelaksanaan kegiatan dalam pencapaian tujuan.
• Perkiraan terhadap masalah pelaksanaan, kemampuan, harapan, hambatan dan kegagalannya mungkin terjadi.
• Usaha untuk mengurangi ketidakpastian.
• Kesempatan untuk memilih kemungkinan terbaik.
• Penyusunan urutan kepentingan tujuan.
• Alat pengukur atau dasar ukuran dalam pengawasan dan penilaian.
• Cara penggunaan dan penempatan sumber secara berdaya guna dan berdaya hasil.

3. Tujuan Perencanaan Tambang

Tujuan dari pekerjaan perencanaan tambang adalah membuat suatu rencana produksi tambang untuk sebuah cebakan bijih yang akan :

• Menghasilkan tonase bijih pada tingkat produksi yang telah ditentukan dengan biaya yang semurah mungkin.
• Menghasilkan aliran kas (cash flow) yang akan memaksimalkan beberapa kriteria ekonomik seperti rate of return atau net present value.

4.  Masalah Perencanaan Tambang

Masalah perencanaan tambang merupakan masalah yang kompleks karena merupakan problem geometrik tiga dimensi yang selalu berubah dengan waktu. Geometri tambang bukan satu-satunya parameter yang berubah dengan waktu. Parameter-parameter ekonomi penting yang lain pun sering merupakan fungsi waktu pula.

5.  Ruang Lingkup Perencanaan Tambang

Agar perencanaan tambang dapat dilakukan dengan lebih mudah, masalah ini biasanya dibagi menjadi tugas-tugas sebagai berikut :

1. Penentuan batas dari pit

Menentukan batas akhir dari kegiatan penambangan (ultimate pit limit) untuk suatu cebakan bijih. Ini berarti menentukan berapa besar cadangan bijih yang akan ditambang (tonase dan kadarnya) yang akan memaksimalkan nilai bersih total dari cebakan bijih tersebut. Dalam penentuan batas akhir dari pit, nilai waktu dari uang belum diperhitungkan.

2.  Perancangan pushback

Merancang bentuk-bentuk penambangan (minable geometries) untuk menambang habis cadangan bijih tersebut mulai dari titik masuk awal hingga ke batas akhir dari pit.  Perancangan pushback atau tahap-tahap penambangan ini membagi ultimate pit menjadi unit-unit perencanaan yang lebih kecil dan lebih mudah dikelola. Hal ini akan membuat masalah perancangan  tambang tiga dimensi yang kompleks menjadi lebih sederhana. Pada tahap ini elemen waktu sudah mulai dimasukkan ke dalam rancangan penambangan karena urut-urutan penambangan pushback telah mulai dipertimbangkan.

3.  Penjadwalan produksi

Menambang bijih dan lapisan penutupnya (waste) di atas kertas, jenjang demi jenjang mengikuti urutan  pushback, dengan menggunakan tabulasi tonase dan kadar untuk tiap  pushback yang diperoleh dari tahap 2).  Pengaruh dari berbagai kadar batas (cut off grade) dan berbagai tingkat produksi bijih dan waste dievaluasi dengan menggunakan kriteria nilai waktu dari uang, misalnya  net present value.  Hasilnya akan dipakai untuk menentukan sasaran jadwal produksi yang akan memberikan tingkat produksi dan strategi kadar batas yang terbaik.

4.  Perencanaan tambang berdasarkan urutan waktu

Dengan menggunakan sasaran jadwal produksi yang dihasilkan pada tahap 3), gambar atau peta-peta rencana penambangan dibuat untuk setiap periode waktu (biasanya per tahun).  Peta-peta ini menunjukkan dari bagian mana di dalam tambang datangnya bijih dan  waste untuk tahun tersebut.  Rencana penambangan tahunan ini sudah cukup rinci, di dalamnya sudah termasuk pula jalan angkut dan ruang kerja alat, sedemikian rupa sehingga merupakan bentuk yang dapat ditambang. Peta rencana pembuangan lapisan penutup (waste dump) dibuat pula untuk periode waktu yang sama sehingga gambaran keseluruhan dari kegiatan penambangan dapat terlihat.

5.  Pemilihan alat

Berdasarkan peta-peta rencana penambangan dan penimbunan lapisan penutup dari tahap 4) dapat dibuat profil jalan angkut untuk setiap periode waktu.  Dengan mengukur profil jalan angkut ini, kebutuhan armada alat angkut dan alat muatnya dapat dihitung untuk setiap periode (setiap tahun). Jumlah alat bor untuk peledakan serta alat-alat bantu lainnya (dozer, grader, dll.) dihitung pula.

6.  Perhitungan ongkos-ongkos operasi dan kapital

Dengan menggunakan tingkat produksi untuk peralatan yang dipilih, dapat dihitung jumlah gilir kerja (operating shift) yang diperlukan untuk mencapai sasaran produksi.  Jumlah dan jadwal kerja dari personil yang dibutuhkan untuk operasi, perawatan dan pengawasan dapat ditentukan.  Akhirnya, ongkos-ongkos operasi, kapital dan penggantian alat dapat dihitung.

Catatan:

peta-peta yang dihasilkan dalam tahap 1), tahap 2) dan tahap 4) merupakan peta tampak atas (plan/level maps).

3. TAHAPAN DALAM PERENCANAAN

3.1  Pendahuluan

Tahapan dalam perencanaan menurut LEE (1984) dan Taylor (1977) dapat terbagi tiga tahap, yaitu :

1. Studi Konseptual.

Studi pada tahap pekerjaan awal ini merepresentasikan suatu transformasi dari suatu ide proyek kedalam usulan investasi yang luas dengan menggunakan metoda-metoda perbandingan dari definisi ruang lingkup dan teknik-teknik estimasi biaya untuk mengidentifikasikan suatu kesempatan investasi yang potensial. Biaya modal dan biaya operasi biasanya didekati dengan perkiraan nisbah yang menggunakan data historik.

Studi ini akan menekankan pada aspek investasi yang utama dari usulan penambangan yang memungkinkan. Persiapan studi ini pada umumnya adalah pekerjaan dari satu atau dua insinyur. Hasil dari studi ini dilaporkan sebagai evaluasi awal.

Studi ini sering juga disebut order of magnitudes studies atau scoping studies.

Pada umumnya berdasarkan data sementara/tak lengkap dan yang keabsahannya masih diragukan.

Hasilnya biasanya merupakan suatu dokumen intern dan tidak disebarluaskan di luar perusahaan yang bersangkutan.

Di samping meninjau kemungkinan diteruskannya proyek ini, tujuan lainnya adalah menentukan topik yang harus dievaluasi secara mendalam pada studi yang lebih rinci di masa yang akan datang.

2. Pra Studi Kelayakan

Srudi ini adalah suatu pekerjaan pada tingkat menengah (intermedia) dan secara normal tidak untuk mengambil keputusan. Studi ini mempunyai obyektif didalam penentuan apakah konsep proyek tersebut menjustifikasi suatu analisis detail oleh suatu studi kelayakan (apakah studi kelayakan diperlukan) dan apakah setiap aspek dari proyek adalah kritis dan memerlukan suatu investigasi yang mendalam melalui suatu studi pendukung.

Studi ini harus dipandang sebagai suatu tahap menengah antara studi konseptual yang tidak mahal dan suatu studi kelayakan yang relatif mahal. beberapa dari studi ini dibuat oleh suatu tim (terdiri 2 & 3 orang). Kedua atau ketiga orang ini mempunyai akses ke konsultan dalam berbagai bidang, selain dapat berupa usaha dari multi group.

Data yang digunakan lebih lengkap dan kualitasnya lebih baik.

Beberapa pekerjaan paling tidak telah dilakukan untuk semua aspek penting dari proyek seperti pengujian metalurgi bijih, geoteknik, lingkungan, dsb.

Bagi perusahaan tambang besar, studi pra-kelayakan ini cenderung masih dianggap sebagai dokumen intern. Perusahaan yang lebih kecil sering menggunakan dokumen ini untuk mencari dana di pasar modal untuk membiayai studi-studi selanjutnya. (Ingat kasus Bre-X/Busang!).

3. Studi Kelayakan

Sering pula disebut sebagai bankable feasibility study. Hasilnya merupakan suatu bankble document yang hampir selalu ditujukan untuk mencari modal untuk membiayai proyek tersebut. Karena itu, dokumen yang dihasilkan ini biasanya disebarluaskan pula di luar perusahaan.

Semua aspek utama harus dibahas dalam tahap ini. Hampir semua aspek tambahan harus dibahas pula.

3.2  Biaya Perencanaan

Biaya perencanaan (Lee, 1984) bervariasi bergantung kepada ukuran dan faktor alamiah proyek, tipe dari studi yang dilakukan, jumlah alternatif yang harus diteliti dan sejumlah faktor lain.

Atau bisa dinyatakan dalam persamaan berikut :

Biaya = f (ukuran & sifat dari proyek, jenis studi, jumlah

alternatif yang diinvestigasi, dll).

Dalam rangka menghitung biaya atau bagian teknik dari studi tidak termasuk seperti ongkos pemilikan seperti ongkos pengeboran eksplorasi, uji metalurgi, lingkungan dan studi hukum, atau studi pendukung lainnya, biasanya dinyatakan sebagai persentase dari biaya modal dari proyek :

Studi konseptual  =  0,1 – 0,3 % dari biaya total

Studi pra kelayakan     =  0,2 – 0,8 % dari biaya total

Studi kelayakan  =  0,5 – 1,5 % dari biaya total

3.3  Akurasi dari Estimasi

3.3.1 Tonase dan kadar

Pada tahap studi kelayakan, karena pengambilan sampel yang banyak dan pemeriksaan yang berulang, kadar rata-rata dari penambangan dari beberapa tonase yang diumumkan, disukai karena diketahui memiliki limit yang dapat diterima, katakanlah 5%, dan diturunkan dari metoda statistik yang standar. Walaupun tonase yang pasti dari bijih mungkin untuk tambang terbuka diketahui jika pemboran eksplorasi dari permukaan, dalam kenyataannya tonase ultimat dari banyak endapan bervariasi karena ia tergantung pada biaya harga dihubungkan dengan panjang waktu proyek.

Dua standar yang penting yang dapat didefinisikan untuk sebagian besar tambang terbuka adalah :

1. Cadangan minimum bijih harus sebanding untuk keperluan yang dibutuhkan untuk seluruh tahun Cash Flow yang diproyeksikan dalam laporan studi kelayakan haruslah diketahui dengan akurat dan dapat dipertanggungjawabkan.

2. Sebuah tonase ultimat yang potensial, diproyeksikan berlanjut dan optimistik, seharusnya dikalkulasikan dengan baik untuk mendefinisikan area tambahan yang berpengaruh untuk penambangan, dan dimana dumping area serta abngunan pabrik musti diletakkan.

3.3.2  Unjuk kerja

Unit-unit dari penambangan open pit sudah memiliki rate unjuk kerja yang stabil dan biasanya dicapai jika bekerja dalam organisasi yang baik dan pengorganisasian alat (misal Shovel dan Truck) secara tepat. Unjuk kerja akan terganggu jika pekerjaan tambahan (pengupasan tanah penutup dalam sebuah pit) tidak mencukupi. Pemeliharaan harus dilakukan dan pekerjaan ini harus dijadwalkan secara baik dan disediakan dalam laporan studi kelayakan.

3.3.3  Biaya

Beberapa mata biaya, terutama ongkos oeprasi di lapangan, hanya berbeda sedikit dari tiap tambang dan dapat diketahui secara detail. Beberapa mungkin unik atau sukar untuk diperkirakan. Umumnya akurasi dalam modal atau estimasi biaya operasi kembali kepada akurasi dalam kuantitas, kuota yang ada atau unit harga,  kecukupan ketentuan untuk ongkos tidak langsung dan overhead. Tendensi terakhir menunjukkan adanya batas yang meningkat.

Akurasi dari modal dan estimasi dari biaya operasi meningkat ketika proyek meningkat dari studi konseptual ke pra kelayakan dan tahap studi kelayakan. Normalnya range yang bisa diterima untuk akurasi diberikan sebagai berikut :

Faktor kesalahan dari studi konseptual + 30% dari biaya total

Faktor kesalahan dari pra studi kelayakan + 20% dari biaya total

Faktor kesalahan dari studi kelayakan + 10% dari biaya total.

3.3.4  Harga dan perolehan

Pendapatan selama umur tambang adalah kategori utama dari uang. Itu harus membayar seluruhnya, termasuk pembayaran kembali dari investasi awal dari uang. Krena pendapatan adalah dasar yang terbesar dalam mengukur faktor ekonomi tambang sehingga lebih sensitif mengubah penerimaan daripada mengubah faktor-faktor lain dari jenis-jenis pengeluaran.

Penerimaan ditentukan oleh kadar, recovery, dan harga dari produk metal. Oleh karenanya, harga adalah: (a) sejaun ini sangat sulit untuk estimasi dan (b) suatu jumlah yang besar diluar dari kontrol estimator. Walaupun mengabaikan inflasi, harga pembelian secara lebar bervariasi terhadap waktu. kecuali komoditi yang bisa dikontrol dengan tepat, mereka mengarah untuk mengikuti bentuk siklus.

Departemen pemasaran harus menginformasikan hubungan suplai dan permintaan dan pergerakan harga metal. Mereka dapat juga menyediakan harga rata-rata metal di luar negeri dalam harga dolar sekarang, baik kemungkinan maupun konservatif. Harga terakhir berkisar 80% dari kemungkinan atau lebih. Idealnya, walaupun pada harga konservatif, harus tetap menguntungkan.

4.  CHECKLIST DATA AWAL YANG HARUS DIKUMPULKAN

Pada awal tahap perencanaan untuk setiap proyek (tambang) yang baru, terdapat banyak faktor dari berbagai jenis yang harus dipertimbangkan. Beberapa faktor tersebut dapat dengan mudah diperoleh, sedangkan beberapa faktor lain diperoleh dengan suatu keharusan melakukan studi yang mendalam (misalnya geometri pit).

Untuk menghindari ketidaklengkapan data, maka sebaiknya dibuat suatu checklist (rebel, 1975, “Field Work Program Checklist for New Properties”).

Checklist Item

1.      Topografi

1. USGS maps  ®  1 : 500      1 : 1000

b.  Special Aerial or lamd survey establish control stations

2.  Kondisi iklim (Climate condition)

a.  Ketinggian

b.  Temperatur  ®  rata-rata bulanan sudah cukup.

c.  Prespitasi (untuk penirisan)

• rata-rata presipitasi tahunan
• rata-rata curah hujan bulanan
• rata-rata Run-off (keadaan normal dan flood/banjir)

d.  Angin, maks, tercatat dalam arah.

e.  Kelembaban.

f.  Delay.

g.  Awan, fog.

3.  Air

a.  Sumber : mata air, sungai, danau, bor.

b.  Ketersediaan : hukum, kepemilikan, biaya.

c. Kuantitas : ketersediaan perbulan, kesempatan aliran, kemungkinan lokasi bendungan.

d.  Kualitas : sampel, perubahan-perubahan kualitas, efek kontaminasi.

e.  Sewage Disposal Methode.

4.  Struktur Geologi

a.  Dalam daerah tambang.

b.  Disekeliling daerah tambang.

c.  Kemungkinan gempa bumi.

d.  Akibat pada slope (maks. slope).

e.  Estimasi dan kondisi fondasi.

5.  Air Tambang

a.  Kedalaman.

b.  Konduktivitas.

c.  Metode Penirisan.

6. Permukaan

a. Vegetasi : tipe, metode pembabatan, biaya.

b. Kondisi yang tidak biasa : danau, endapan deposit, pohon-pohon besar.

7. Tipe/Jenis Batuan (Bijih, overburden)

a.  Sample untuk uji kemampuan dibor.

b. Fragmentasi : Hardness, derajat pelapukan, bidang-bidang diskontinu, kecocokan untuk jalan.

8.  Lokasi untuk Konsentrator.

a.  Lokasi tambang, Haul up hill, down hill.

b.  Preparasi lokasi (cut, fill).

c.  Proses air : gravitasi, pompa.

d.  Tailing Disposal.

e.  Fasilitas pemeliharaan.

9.  Tailing Pond (daerah)

a.  Lokasi pipa.

b.  Alamiah, bendungan, danau.

c.  Pond overflow.

10. Jalan

a.  Peta jalan

b.  Informasi jalan-jalan yang ada :

·  lebar, permukaan, batas maksimum beban

·  batas maksimum load sesuai musim

·  pemeliharaan.

c.  Jalan yang dibuat (harus) oleh perusahaan

·  panjang

·  profile

·  cut and file

·  jembatan

·  pengkondisian tanah

·  dll.

11. Power

a.  Ketersediaan (PLN) : kilovolt, jarak (terdekat), biaya.

b.  Kabel ke SIB.

c.  Lokasi sub station.

d.  Kemungkinan untuk power station sendiri.

12. Smelting

a.  Ketersediaan pabrik.

b.  Metode pengapalan : jarak, alat angkut, awak, reet, dll.

c.  Biaya.

d. Aspek terhadap lingkungan.

e.  Rel KA, dok.

13. Kepemilikan lahan

a.  Kepemilikan : begara, pribadi.

b.  Tata guna lahan.

c.  Harga tanah.

d.  Jenis oplians : sewa, beli, dll.

14. Pemerintah

a.  Suasana politik.

b.  Hukum, UU pertambangan.

c.  Keadaan lokal.

15. Kondisi ekonomi

a.  Industri utama yang ada, berpengaruh ke infrastruktur.

b.  Kesediaan tenaga kerja.

c.  Skala penggalian.

d.  Struktur pajak.

e.  Ketersediaan sarana, toko, rumah sakit, sekolah, rumah

f.   Ketersediaan material, termasuk bensin, semen, gravel.

g.  Pembelian.

16. Lokasi Pembuangan (waste) : tambang, rumah sakit, perumahan

a.  Jarak.

b.  Profil jalan.

c.  Kekungkinan proses lebih lanjut.

17. Aksessibilitas dari kota utama ke luar

a.  Metode transportasi.

b.  Realibilitas dan transportasi yang tersedia.

c.  Komunikasi.

18. Metode mendapatkan informasi

a.  Past records (pemerintah).

b.  Memelihara alat-alat komunikasi

c.  Mengunpulkan contoh.

d.  Pengukuran dan pengamatan lokasi lapangan.

e.  Survey lapanga

f.   Layout pabrik.

g.  Check untuk load informasi

h.  Check hukum lokal

i.   Personal inquiry dan observasi suasana politik dan ekonomi

j.   Peta-peta.

k.  Cost inquiries

l.    Material.

m.  Membuat utility, avaliability, inquiries.

Apa itu "

PENDAHULUAN

Besi merupakan logam kedua yang paling banyak di bumi ini. Karakter dari endapan besi ini bisa berupa endapan logam yang berdiri sendiri namun seringkali ditemukan berasosiasi dengan mineral logam lainnya. Kadang besi terdapat sebagai kandungan logam tanah (residual), namun jarang yang memiliki nilai ekonomis tinggi. Endapan besi yang ekonomis umumnya berupa Magnetite, Hematite, Limonite dan Siderite. Kadang kala dapat berupa mineral: Pyrite, Pyrhotite, Marcasite, dan Chamosite.

Beberapa jenis genesa dan endapan yang memungkinkan endapan besi bernilai ekonomis antara lain :

1. Magmatik: Magnetite dan Titaniferous Magnetite

2. Metasomatik kontak: Magnetite dan Specularite

3. Pergantian/replacement: Magnetite dan Hematite

4. Sedimentasi/placer: Hematite, Limonite, dan Siderite

5. Konsentrasi mekanik dan residual: Hematite, Magnetite dan Limonite

6. Oksidasi: Limonite dan Hematite

7. Letusan Gunung Api

Dari mineral-mineral bijih besi, magnetit adalah mineral dengan kandungan Fe paling tinggi, tetapi terdapat dalam jumlah kecil. Sementara hematit merupakan mineral bijih utama yang dibutuhkan dalam industri besi.

BESI PRIMER (ORE DEPOSISTS)

Proses terjadinya cebakan bahan galian bijih besi berhubungan erat dengan adanya peristiwa tektonik pra-mineralisasi. Akibat peristiwa tektonik, terbentuklah struktur sesar, struktur sesar ini merupakan zona lemah yang memungkinkan terjadinya magmatisme, yaitu intrusi magma menerobos batuan tua. Akibat adanya kontak magmatik ini, terjadilah proses rekristalisasi, alterasi, mineralisasi, dan penggantian (replacement) pada bagian kontak magma dengan batuan yang diterobosnya.

Perubahan ini disebabkan karena adanya panas dan bahan cair (fluida) yang berasal dari aktivitas magma tersebut. Proses penerobosan magma pada zona lemah ini hingga membeku umumnya disertai dengan kontak metamorfosa. Kontak metamorfosa juga melibatkan batuan samping sehingga menimbulkan bahan cair (fluida) seperti cairan magmatik dan metamorfik yang banyak mengandung bijih.

Tabel mineral-mineral bijih besi bernilai ekonomis

Mineral	Susunan kimia	Kandungan Fe (%)	Klasifikasi komersil
Magnetit	FeO, Fe2O3	72,4	Magnetik atau bijih hitam
Hematit	Fe2O3	70,0	Bijih merah
Limonit	Fe2O3.nH2O	59 – 63	Bijih coklat
Siderit	FeCO3	48,2	Spathic, black band, clay ironstone

Sumber : Iron & Ferroalloy Metals in (ed) M. L. Jensen & A. M. Bafeman, 1981; Economic Mineral Deposits, P. 392.

BESI SEKUNDER (ENDAPAN PLACER)

Cebakan mineral alochton dibentuk oleh kumpulan mineral berat melalui proses sedimentasi, secara alamiah terpisah karena gravitasi dan dibantu pergerakan media cair, padat dan gas/udara. Kerapatan konsentrasi mineral-mineral berat tersebut tergantung kepada tingkat kebebasannya dari sumber, berat jenis, ketahanan kimiawi hingga lamanya pelapukan dan mekanisma. Dengan nilai ekonomi yang dimilikinya para ahli geologi menyebut endapan alochton tersebut sebagai cebakan placer.

Jenis cebakan ini telah terbentuk dalam semua waktu geologi,

tetapi kebanyakan pada umur Tersier dan masa kini, sebagian besar merupakan cadangan berukuran kecil dan sering terkumpul dalam waktu singkat karena tererosi. Kebanyakan cebakan berkadar rendah tetapi dapat ditambang karena berupa partikel bebas, mudah dikerjakan dengan tanpa penghancuran; dimana pemisahannya dapat menggunakan alat semi-mobile

Cebakan-cebakan placer berdasarkan genesanya:

Placer residual. Partikel mineral/bijih pembentuk cebakan terakumulasi langsung di atas batuan sumbernya (contoh : urat mengandung emas atau kasiterit) yang telah mengalami pengrusakan/peng-hancuran kimiawi dan terpisah dari bahan-bahan batuan yang lebih ringan. Jenis cebakan ini hanya terbentuk pada permukaan tanah yang hampir rata, dimana didalamnya dapat juga ditemukan mineral-mineral ringan yang tahan reaksi kimia (misal : beryl).

Placer eluvial. Partikel mineral/bijih pembentuk jenis cebakan ini diendapkan di atas lereng bukit suatu batuan sumber. Di beberapa daerah ditemukan placer eluvial dengan bahan-bahan pembentuknya yang bernilai ekonomis terakumulasi pada kantong-kantong (pockets) permukaan batuan dasar.

Placer sungai atau aluvial. Jenis ini paling penting terutama yang berkaitan dengan bijih emas yang umumnya berasosiasi dengan bijih besi, dimana konfigurasi lapisan dan berat jenis partikel mineral/bijih menjadi faktor-faktor penting dalam pembentukannya. Telah dikenal bahwa fraksi mineral berat dalam cebakan ini berukuran lebih kecil daripada fraksi mineral ringan, sehubungan : Pertama, mineral berat pada batuan sumber (beku dan malihan) terbentuk dalam ukuran lebih kecil daripada mineral utama pembentuk batuan. Kedua, pemilahan dan susunan endapan sedimen dikendalikan oleh berat jenis dan ukuran partikel (rasio hidraulik).

Placer pantai. Cebakan ini terbentuk sepanjang garis pantai oleh pemusatan gelombang dan arus air laut di sepanjang pantai. Gelombang melemparkan partikel-partikel pembentuk cebakan ke pantai dimana air yang kembali membawa bahan-bahan ringan untuk dipisahkan dari mineral berat. Bertambah besar dan berat partikel akan diendapkan/terkonsentrasi di pantai, kemudian terakumulasi sebagai batas yang jelas dan membentuk lapisan. Perlapisan menunjukkan urutan terbalik dari ukuran dan berat partikel, dimana lapisan dasar berukuran halus dan/ atau kaya akan mineral berat dan ke bagian atas berangsur menjadi lebih kasar dan/atau sedikit mengandung mineral berat.

Placer pantai (beach placer) terjadi pada kondisi topografi berbeda yang disebabkan oleh perubahan muka air laut, dimana zona optimum pemisahan mineral berat berada pada zona pasang-surut dari suatu pantai terbuka. Konsentrasi partikel mineral/bijih juga dimungkinkan pada terrace hasil bentukan gelombang laut. Mineral-mineral terpenting yang dikandung jenis cebakan ini adalah : magnetit, ilmenit, emas, kasiterit, intan, monazit, rutil, xenotim dan zirkon.

Mineral ikutan dalam endapan placer. Suatu cebakan pasir besi selain mengandung mineral-mineral bijih besi utama tersebut dimungkinkan berasosiasi dengan mineral-mineral mengandung Fe lainnya diantaranya : pirit (FeS₂), markasit (FeS), pirhotit (Fe_1-xS), chamosit [Fe₂Al₂ SiO₅(OH)₄], ilmenit (FeTiO₃), wolframit [(Fe,Mn)WO₄], kromit (FeCr₂O₄); atau juga mineral-mineral non-Fe yang dapat memberikan nilai tambah seperti : rutil (TiO₂), kasiterit (SnO₂), monasit [Ce,La,Nd, Th(PO₄, SiO₄)], intan, emas (Au), platinum (Pt), xenotim (YPO₄), zirkon (ZrSiO₄) dan lain-lain.

Pasir besi merupakan salah satu endapan besi yang selain telah dimanfaatkan sebagai bahan campuran dalam industri semen juga mempunyai prospek untuk dikembangkan sebagai bahan baku besi baja sesuai dengan perkembangan teknologi pengolahan dan kebutuhan pasar.

Sampai saat ini eksplorasi pasir besi sudah banyak dilakukan baik oleh pihak swasta maupun pemerintah, namun belum ada pedoman baku eksplorasi pasir besi yang bisa dipakai sebagai acuan teknis, terutama dalam penyusunan laporan hasil eksplorasi pasir besi.

Pedoman Teknis Eksplorasi Pasir Besi dapat dipakai sebagai bahan acuan bagi pemerintah dan swasta dalam melakukan eksplorasi endapan pasir besi agar ada keseragaman dalam melakukan eksplorasi dan pelaporan.

DEFINISI MEKANIKA BATUAN

Berbagai definisi dari batuan sebagai objek dari mekanika batuan telah diberikan oleh para ahli dari berbagai disiplin ilmu yang saling berhubungan.

MENURUT PARA GEOLOGIWAN
Batuan adalah susunan mineral dan bahan organis yang bersatu membentuk kulit bumi.
Batuan adalah semua material yang membentuk kulit bumi yang dibagi atas :

- batuan yang terkonsolidasi (consolidated rock),

- batuan yang tidak terkonsolidasi (unconsolidated rock).

MENURUT PARA AHLI TEKNIK SIPIL KHUSUSNYA AHLI GEOTEKNIK
Istilah batuan hanya untuk formasi yang keras dan padat dari kulit bumi.
Batuan adalah suatu bahan yang keras dan koheren atau yang telah terkonsolidasi dan tidak dapat digali dengan cara biasa, misalnya dengan cangkul dan belincong.

MENURUT TALOBRE

Menurut Talobre, orang yang pertama kali memperkenalkan Mekanika Batuan di Perancis pada tahun 1948, batuan adalah material yang membentuk kulit bumi termasuk fluida yang berada didalamnya (seperti air, minyak dan lain-lain).

MENURUT ASTM

Batuan adalah suatu bahan yang terdiri dari mineral padat (solid) berupa massa yang berukuran besar ataupun berupa fragmen-fragmen.

SECARA UMUM

Batuan adalah campuran dari satu atau lebih mineral yang berbeda, tidak mempunyai komposisi kimia tetap.

Dari definisi diatas dapat disimpulkan bahwa batuan tidak sama dengan tanah. Tanah dikenal sebagai material yang “mobile“, rapuh dan letaknya dekat dengan permukaan bumi.

KOMPOSISI BATUAN

Kulit bumi, 99 % dari beratnya terdiri dari 8 unsur : O, Si, Al, Fe, Ca, Na, Mg, dan H.

Komposisi dominan dari kulit bumi tersebut adalah :

SiO2 = 59,8 % FeO = 3,39 %

A12O = 14,9 % Na2O = 3,25 %

CaO = 4,9 % K2O = 2,98 %

MgO = 3,7 % Fe2O3 = 2,69 %

H2O = 2,02 %

Batuan terdiri dari bagian yang padat baik berupa kristal maupun yang tidak mempunyai bentuk tertentu dan bagian kosong seperti pori-pori, fissure, crack, joint, dll.


DEFINISI MEKANIKA BATUAN

Definisi Mekanika Batuan telah diberikan oleh beberapa ahli atau komisi-komisi yang bergerak di bidang ilmu-ilmu tersebut.

MENURUT TALOBRE

Mekanika batuan adalah sebuah teknik dan juga sains yang tujuannya adalah mempelajari perilaku (behaviour) batuan di tempat asalnya untuk dapat mengendalikan pekerjaan-pekerjaan yang dibuat pada batuan tersebut (seperti penggalian dibawah tanah dan lain-lainnya).

Untuk mencapai tujuan tersebut, Mekanika Batuan merupakan gabungan dari :

Teori + pengalaman + pekerjaan/pengujian di laboratorium + pengujian in-situ.

sehingga mekanika batuan tidak sama dengan ilmu geologi yang didefinisikan oleh Talobre sebagai sains deskriptif yang mengidentifikasi batuan dan mempelajari sejarah dari batuan.

Demikian juga mekanika batuan tidak sama dengan ilmu geologi terapan. Ilmu geologi terapan banyak mengemukakan problem-problem yang paling sering dihadapi oleh para geologiwan di proyek-proyek seperti proyek bendungan, terowongan. Dengan mencari analogi-analogi, terutama dari proyek-proyek yang sudah dikerjakan dapat menyelesaikan kesulitan-kesulitan yang dihadapi pada proyek yang sedang dikerjakan. Meskipun penyelesaian ini masih secara empiris dan kualitatif.

MENURUT COATES

Menurut Coates, seorang ahli mekanika batuan dari Kanada :
Mekanika adalah ilmu yang mempelajari efek dari gaya atau tekanan pada sebuah benda.

Efek ini bermacam-macam, misalnya percepatan, kecepatan, perpindahan.
Mekanika batuan adalah ilmu yang mempelajari efek dari pada gaya terhadap batuan.

Efek utama yang menarik bagi para geologiwan adalah perubahan bentuk.

Para ahli geofisika tertarik pada aspek dinamis dari pada perubahan volume dan bentuk yaitu gelombang seismik.

Bagi para insinyur, mekanika batuan adalah :

- analisis dari pada beban atau gaya yang dikenakan pada batuan,

- analisis dari dampak dalam yang dinyatakan dalam tegangan (stress), regangan (strain) atau enersi yang disimpan,

- analisis akibat dari dampak dalam tersebut, yaitu rekahan (fracture), aliran atau deformasi dari batuan.

MENURUT US NATIONAL COMMITTEE ON ROCK MECHANICS (1984)

Mekanika batuan adalah ilmu pengetahuan yang mempelajari tentang perilaku ( behavior ) batuan baik secara teoritis maupun terapan, merupakan cabang dari ilmu mekanika yang berkenaan dengan sikap batuan terhadap medan – medan gaya pada lingkungannya.

MENURUT BUDAVARI

Mekanika batuan adalah ilmu yang mempelajari mekanika perpindahan padatan untuk menentukan distribusi gaya-gaya dalam dan deformasi akibat gaya luar pada suatu benda padat. Hampir semua mekanika perpindahan benda padat didasarkan atas teori kontinum. Konsep kontinum adalaf fiksi matematik yang tergantung pada struktur molekul material yang digantikan oleh suatu bidang kontinum yang perilaku matematiknya identik dengan media aslinya.

Material ekivalennya dianggap homogen, mempunyai sifat-sifat mekanik yang sama pada semua titik. Penyederhanaannya adalah bahwa semua sifat mekaniknya sama ke semua arah pada suatu titik di dalam suatu batuan

MENURUT HUDSON DAN HARRISON

Mekanika batuan adalah ilmu yang mempelajari reaksi batuan yang apabila padanya dikenai suatu gangguan. Dalam hal material alam, ilmu ini berlaku untuk masalah deformasi suatu struktur geologi, seperti bagaimana lipatan, patahan, dan rekahan berkembang begitu tegangan terjadi pada batuan selama proses geologi.

Beberapa tipe rekayasa yang melibatkan mekanika batuan adalah pekerjaan sipil, tambang, dan perminyakan.

Topik utama mekanika batuan adalah batuan utuh, struktur batuan, tegangan, aliran air, dan rekayasa, yang ditulis secara diagonal dari kiri atas ke kanan bawah pada Gambar 1. Garis ini sering disebut sebagai diagonal utama. Semua kotak lainnya menunjukkan interaksi antara satu dengan lainnya.

SECARA UMUM

Mekanika batuan adalah ilmu yang mempelajari sifat dan perilaku batuan bila terhadapnya dikenakan gaya atau tekanan.

SIFAT BATUAN

Sifat batuan yang sebenarnya di alam adalah :

HETEROGEN
Jenis mineral pembentuk batuan yang berbeda.
Ukuran dan bentuk partikel/butir berbeda di dalam batuan.
Ukuran, bentuk, dan penyebaran void berbeda di dalam batuan.

DISKONTINU

Massa batuan di alam tidak kontinu (diskontinu) karena adanya bidang-bidang lemah (crack, joint, fault, fissure) di mana kekerapan, perluasan dan orientasi dari bidang-bidang lemah tersebut tidak kontinu.

ANISOTROP

Karena sifat batuan yang heterogen, diskontinu, anisotrope maka untuk dapat menghitung secara matematis misalnya sebuah lubang bukaan yang disekitarnya terdiri dari batuan B1, B2, B3, diasumsikan batuan ekivalen B’ sebagai pengganti batuan B1, B2, B3 yang mempunyai sifat homogen, kontinu dan isotrop

BEBERAPA CIRI DARI MEKANIKA BATUAN

Dalam ukuran besar, solid dan massa batuan yang kuat/keras, maka batuan dapat dianggap kontinu.
Bagaimanapun juga karena keadaan alamiah dan lingkungan geologi, maka batuan tidak kontinu (diskontinu) karena adanya kekar, fissure, schistosity, crack, cavities dan diskontinuitas lainnya. Untuk kondisi tertentu, dapat dikatakan bahwa mekanika batuan adalah mekanika diskontinu atau mekanika dari struktur batuan.
Secara mekanika, batuan adalah sistem “multiple body” (Gambar 3).
Analisis mekanika tanah dilakukan pada bidang, sedang analisis mekanika batuan dilakukan pada bidang dan ruang.
Mekanika batuan dikembangkan secara terpisah dari mekanika tanah, tetapi ada beberapa yang tumpang tindih.
Mekanika batuan banyak menggunakan :

- teori elastisitas,

- teori plastisitas,

- dan mempelajari batuan, sistem struktur batuan secara eksperimen.

Adapun persoalan di dalam mekanika batuan antara lain :
Bagaimana reaksi dari batuan ketika diambil untuk dipergunakan ?
Berapa dan bagaimana besarnya daya dukung (bearing capacity) dari batuan dipermukaan dan pada berbagai kedalaman untuk menerima berbagai beban ?
Bagaimana kekuatan geser batuan ?
Bagaimana sikap batuan di bawah beban dinamis ?
Bagaimana pengaruh gempa pada sistem fondasi di dalam batuan ?
Bagaimana nilai modulus elastisitas dan Poisson’s ratio dari batuan ?
Bagaimana pengaruh dari bidang-bidang lemah (kekar, bidang perlapisan, schistosity, retakan, rongga dan diskontinuitas lainnya) pada batuan terhadap kekuatannya ?
Metoda pengujian laboratorium apa saja yang paling mendekati kenyataan untuk mengetahui kekuatan fondasi atau sifat batuan dalam mendukung massa batuan ?
Bagaimana memperhitungkan kekar dan sesar dalam perencanaan pekerjaan di dalam batuan ?
Bagaimana menanggulangi deformasi yang diakibatkan oleh perbedaan yang bersifat perlahanlahan (creep) pada batuan ?
Hukum apa saja yang menyangkut aliran plastik (plastic flow) dari batuan ?
Bagaimana pengaruh “anisotrope“ terhadap distribusi tegangan dalam batuan ?
Bagaimana korelasi dari hasil-hasil pengujian kekuatan batuan yang telah dilakukan di lapangan dan di laboratorium dalam menyiapkan percontoh batuan ?
Bagaimana metoda pengujian yang akan dilaksanakan yang sesuai dengan kondisi lapangan terhadap sifat-sifat batuannya ?
Bagaimana mekanisme keruntuhan / kehancuran dari batuan (failure of rock) ?
Dapatkah keadaan tegangan di dalam massa batuan dihitung secara tepat, atau bahkan dapat diukur ?
Faktor-faktor apa saja yang menyangkut perencanaan kemiringan lareng dari suatu massa batuan ?
Apakah roof bolting pada atap sebuah lubang bukaan di bawah tanah sudah aman sehingga lubang tersebut dapat digunakan sebagai instalasi yang permanen ?

Peran Geotek di Pertambangan

Sebenarnya tidak hanya melakukan perhitungan saja tetapi lebih mengarah kepada memberikan panduan kepada pihak terkait mengenai potensi bahaya geoteknik yang akan terjadi kepada pihak terkait (manajemen perusahaan, institusi, mineplanner, dll). Sekilas contoh geoteknik dalam dunia tambang.

1. Eksplorasi dan mine development. Geoteknik diperlukan untuk memandu kepada arah pembuatan desain pit yang optimal dan aman (single slope degree, overall slope degree, tinggi bench,potensi bahaya longsor yang ada ex: longsoran bidang, baji, topling busur,dll) sesuai dengan kriteria SFnya. Disini ahli geotek tidak hanya melakukan analisis namun juga ikut turun memetakan kondisi geologi (patahan/lipatan/rekahan, dll) dilokasi yang akan dibuka tambang. Selain itu juga geoteknik diperlukan dalam pembangunan infrastruktur tambang seperti stockpile, port, jalan hauling diareal lemah, dll. Disini, peran ahli geotek adalah memberikan analisis mengenai daya dukung tanah yang aman, cut fill volume, serta langkah-langkah yang diperlukan untuk memenuhi safety factor sehingga ketika dilakukan kontruksi dan digunakan tidak terjadi kegagalan (failure)
2. Operasional Tambang pada kondisi ini ahli geotek berperan dalam pengawasan kondisi pit dan infrastructur yang ada, sebagai contoh pengawasan pergerakan lereng tambang, zona-zona potensi longsor di areal tambang (pit dan waste dump) akibat proses penambangan, prediksi kapan longsor akan terjadi, apakah berbahaya untuk operasional di pit atau tidak, langkah apa saja yang harus dilakukan untuk mengantisipasi longsor seperti mengevakuasi alat, melakukan push back untuk menurunkan derajat kemiringan lereng, melakukan penguatan, melakukan pengeboran horizontal untuk mengeluarkan air tanah,dll. Disini peran ahli geotek memandu tim safety dalam pengawasn operasional tambang dan ahli geotek bisa melakukan penyetopan operasional pit jika membahayakan keselamatan manusia dan alat. Diinfrastruktur juga berlaku hal yang sama.
3. Post mining Setelah kegiatan penambangan selesai, geotek bekerja sama dengan safety juga berperan untuk memastikan bahwa kondisi waste dump dan pit dalam kondisi aman dan tidak terjadi longsor dalam jangka waktu lama, karena setelah tambang selesai lahan tersebut akan dikembalikan kepada pemerintah dan masyarakat dan menyangkut masalah citra perusahaan, bagi perusahaan yang berstatus green company hal ini merupakan harga mati yang tidak bisa ditawar.

Mekanika Batuan

Mekanika Batuan

Menurut Hudson Dan Harrison
Mekanika batuan adalah ilmu yang mempelajari reaksi batuan yang apabila padanya dikenai suatu gangguan. Dalam hal material alam, ilmu ini berlaku untuk masalah deformasi suatu struktur geologi, seperti bagaimana lipatan, patahan, dan rekahan berkembang begitu tegangan terjadi pada batuan selama proses geologi. Beberapa tipe rekayasa yang melibatkan mekanika batuan adalah pekerjaan sipil, tambang, dan perminyakan. Topik utama mekanika batuan adalah batuan utuh, struktur batuan, tegangan, aliran air, dan rekayasa, yang ditulis secara diagonal dari kiri atas ke kanan bawah. Garis ini sering disebut sebagai diagonal utama. Semua kotak lainnya menunjukkan interaksi antara satu dengan lainnya. Laboratorium memfokuskan pada analisa respon batuan terhadap medan gaya oleh suatu medium dari lingkungan fisika nya, untuk pemahaman terhadap ilmu mekanika batuan harus didahului dengan pemahaman tentang mekanika itu sendiri, yaitu ilmu mekanika translasi, rotasi, statika maupun dinamika gaya-gaya terhadap sebuah benda padat.Selanjutnya dua keadaan dimana sebuah benda tidak akan bergerak secara tranlasi maupun rotasi adalah bahwa nilai perubahan kecepatan linier dan angular benda terhadap waktu harus sama dengan nol. Hal ini akan cukup menjamin terwujudnya keadaan dimana besar resultan gaya-gaya tersebut sama dengan nol. Keadaan demikian dikatakan bahwa benda dalam keadaan kondisi keseimbangan statik, keadaan inilah yang merupakan kerangka umum atau dasar dalam kajian mekanika batuan.

Adapun respon dari gaya tersebut dalam bentuk deformasi atau strain ( yaitu perbandingan antara deformasi dengan dimensi awal ), sedangkan medium yang dimaksud bisa berupa medium elastik maupun non elastik, akan tetapi pada umumnya analisa yang dilakukan lebih banyak untuk jenis batuan sedimen seperti batu pasir atau batuan gamping yang bersifat elastik, dengan demikian analisa yang dilakukan lebih mengutamakan pada kasus deformasi elastik saja, karena untuk banyak hal data mengenai deformasi elastik inilah yang banyak dibutuhkan oleh berbagai kegiatan.
Berdasarkan kepada hasil deformasi yang dilakukan dengan uji kompresi dan frekwensi maka dapat digolongkan menjadi dua macam hasil pengujian yaitu : pengujian statis dimana deformasi yang terjadi sangat kecil dan frekwensinya sangat tinggi sedangkan untuk pengujian dinamis deformasi yang terjadi mencapai maksimum atau dalam arti sampai mencapai kekuatan maksimum dari batuan yang diujinya tetapi frekwensi nya nol. Dari hasil pengujian berdasarkan pada uji kompresi maupun frekwensi maka di laboratorium mekanika batuan dapat melakukan pengujian :

UCS ( Uniaxial Compressive Strength) yaitu suatu aktifitas yang dilakukan untuk menguji kekuatan batuan dengan pembebanan sampai batas kekuatan maksimal dari batuannya itu sendiri. CPV( Compressibilitas Pore Volume) yaitu suatu aktifitas yang dilakukan untuk menguji perubahan fraksi pore volume dengan adanya perubahan satuan tekanan. Acoustic Velocity yaitu suatu aktifitas yang dilakukan untuk menguji kecepatan suatu gelombang yang dilewatkan kedalam batuan sehingga dengan diketahui panjang dari batuan nya itu sendiri akan di­peroleh waktu tempuh penjalaran gelombang. Adapun kece­patan gelombang yang diperoleh yaitu kecepatan gelombang primer ( Vp ) dan kecepatan gelombang sekunder ( Vs ). Dalam pengertian secara fisik sifat-sifat elastik dari suatu batuan menghasilkan parameter- parameter sendiri dan memiliki arti sendi-sendiri dan parameter-parameter. 

Ilmu Mekbat : ilmu Pengetahuan teoritik & terapan yg mempelajari karakteristik,perilaku & respons massa batuan akibat perubahan keseimbangan medan gaya disekitarnya,baik karena aktivitas manusia maupun alamiah.
Menurut US National Committee on Rock Mechanics(1964) & dimodifikasi (1974):
Mekbat mempelajari antara lain :
• Sifat fisik & mekanik serta karakteristik massa batuan.
• Berbagai teknik analisis tegangan & rengangan batuan.
• Prinsip yg menyatakan respons massa batuan terhadap beban.
• Metodologi yang logis untuk penerapan teori & teknik mekanika untuk solusi problem fisik nyata dibidang rekayasa batuan.

Sifat massa batuan dialam & asumsi dasar:
1. Heterogen:
• Mineralogis : jenis mineral pembentuk batuan yang berbeda-beda.
• Butiran padatan : Ukuran & bentuk berbeda-beda.
• Void : ukuran, bentuk & penyebaran berbeda-beda.

2. Anisotrop :

Mempunyai sifat yang berbeda-beda pada arah yg berbeda.
3. Diskontinu :
Massa batuan selalu mengandung unsur struktur geologi yang mengakibatkannya tidak kontinu  dimana disebabkan oleh faktor berupa kekar, sesar, retakan, fissure, bidang perlapisan. Struk tur geologi ini cenderung “memperlemah” kondisi massa batuan.

Bidang – bidang rekayasa disiplin mekbat berperan penting dalam :

1. Rekayasa pertambangan : penentuan metode penggalian (rock cutting), pemboran & peledakan batuan, stabilitas timbunan overburden, stabilitas timbunan overburden, stabilitas terowongan & lombong (stoping).
2.   Industri minyak bumi : pemboran oil drilling, rock fracturing.

3.   Rekayasa sipil : pondasi jembatan & gedung bertingkat, underground storage, tunnel dangkal dan dalam,longsoran lereng batu, pelabuhan, airport, bendungan dsb.
4.    Lingkungan hidup : rock fracturing kaitannya dengan migrasi polutan akibat limbah industri.
Interaksi fungsional dlm rekayasa pertambangan. Bertujuan untuk mengembangkan suatu skedul produksi & biaya yang berkesinambungan untuk operasi penambangan. Pengumpulan data geoteknik dan hidrogeologi dilakukan dalam persiapan penambangan, umumnya mulai pada tahap pre-feasibility study. Data-data geoteknik dan hidrogeologi digunakan sebagai laporan di dalam tahap studi kelayakan, sekaligus sebagai dasar perancangan tambang.
Dalam urutan kegiatan pertambangan, eksplorasi merupakan proses evaluasi teknis untuk mendapatkan model badan bijih. Model cadangan suatu badan bijih yang diinterpretasikan dari hasil eksplorasi langsung maupun tak langsung, sebelum ditentukan cara penambangannya apakah dengan open pit atau underground mining harus dianalisis secara geoteknik. Salah satu faktor yang mempengaruhi keputusan tersebut adalah ketidakselarasan struktur geologi. Pola-pola dari patahan, rekahan, dan bidang perlapisan mendominasi perilaku batuan dalam tambang terbuka karena terdapat gaya penahan yang kecil untuk mencegah terjadinya luncuran dan karena terdapat semacam gaya tekan ke atas dari permukaan air yang terdapat dalam rekahan.

KLASIFIKASI MASSA BATUAN

KLASIFIKASI MASSA BATUAN

1. Latar Belakang
Di dalam geoteknik, klasifikasi massa batuan yang pertama diperkenalkan sekitar 60 tahun yang lalu yang ditujukan untuk terowongan dengan penyanggaan menggunakan penyangga baja. Kemudian klasifikasi dikembangkan untuk penyangga non-baja untuk terowongan, lereng, dan pondasi. 3 pendekatan desain yang biasa digunakan untuk penggalian pada batuan yaitu: analitik, observasi, dan empirik. Salah satu yang paling banyak digunakan adalah pendekatan desain dengan menggunakan metode empiric.

Klasifikasi massa batuan dikembangkan untuk mengatasi permasalahan yang timbul di lapangan secara cepat dan tidak ditujukan untuk mengganti studi analitik, observasi lapangan, pengukuran, dan engineering judgement.

Tujuan dari klasifikasi massa batuan adalah untuk:
• Mengidentifikasi parameter-parameter yang mempengaruhi kelakuan/sifat massa batuan.
• Membagi massa batuan ke dalam kelompok-kelompok yang mempunyai kesamaan sifat dan kualitas.
• Menyediakan pengertian dasar mengenai sifat karakteristik setiap kelas massa batuan.
• Menghubungkan berdasarkan pengalaman kondisi massa batuan di suatu tempat dengan kondisi massa batuan di tempat lain.
• Memperoleh data kuantitatif dan acuan untuk desain teknik.
• Menyediakan dasar acuan untuk komuniukasi antara geologist dan engineer.

Keuntungan dari digunakannya klasifikasi massa batuan:
• Meningkatkan kualitas penyelidikan lapangan berdasarkan data masukan sebagai parameter klasifikasi.
• Menyediakan informasi kuantitatif untuk tujuan desain.
• Memungkinkan kebijakan teknik yang lebih baik dan komunikasi yang lebih efektif pada suatu proyek.

Dikarenakan kompleknya suatu massa batuan, beberapa penelitian berusaha untuk mencari hubungan antara desain galian batu dengan parameter massa batuan. Banyak dari metode-metode tersebut telah dimodifikasi oleh yang lainnya dan sekarang banyak digunakan untuk penelitian awal atau bahkan untuk desain akhir. Beberapa klasifikasi massa batuan yang dikenal saat ini adalah:

1. Metode klasifikasi beban batuan (rock load)
2. Klasifikasi stand-up time
3. Rock Quality Designation (RQD)
4. Rock Structure Rating (RSR)
5. Rock Mass Rating (RMR)
6. Q-system

2. Metode klasifikasi beban batuan (rock load)
Metode ini diperkenalkan oleh Karl von Terzaghi pada tahun 1946. Merupakan metode pertama yang cukup rasional yang mengevaluasi beban batuan untuk desain terowongan dengan penyangga baja. Metode ini telah dipakai secara berhasil di Amerika selama kurun waktu 50 tahun. Akan tetapi pada saat ini metode ini sudah tidak cocok lagi dimana banyak sekali terowongan saat ini yang dibangun dengan menggunakan penyangga beton dan rockbolts.

3. Klasifikasi Stand-up time
Metode ini diperkenalkan oleh Laufer pada 1958. Dasar dari metode ini adalah bahwa dengan bertambahnya span terowongan akan menyebabkan berkurangnya waktu berdirinya terowongan tersebut tanpa penyanggaan. Metode ini sangat berpengaruh terhadap perkembangan klasifikasi massa batuan selanjutnya. Faktor-faktor yang berpengaruh terhadap stand-up time adalah: arah sumbu terowongan, bentuk potongan melintang, metode penggalian, dan metode penyanggaan.

4. Rock Quality Designation (RQD)
RQD dikembangkan pada tahun 1964 oleh Deere. Metode ini didasarkan pada penghitungan persentase inti terambil yang mempunyai panjang 10 cm atau lebih. Dalam hal ini, inti terambil yang lunak atau tidak keras tidak perlu dihitung walaupun mempunyai panjang lebih dari 10cm. Diameter inti optimal yaitu 47.5mm. Nilai RQD ini dapat pula dipakai untuk memperkirakan penyanggaan terowongan. Saan ini RQD sebagai parameter standar dalam pemerian inti pemboran dan merupakan salah satu parameter dalam penentuan klasifikasi massa batuan RMR dan Q-system

RQD didefinisikan sebagai:

Berdasarkan nilai RQD massa batuan diklasifikasikan sebagai:
RQD Kualitas massa batuan
< 25% Sangat jelek
25 – 50% Jelek
50 – 75% Sedang
75 – 90% Baik
90 – 100% Sangat baik

Walaupun metode penghitungan dengan RQD ini sangat mudah dan cepat, akan tetapi metode ini tidak memperhitung factor orientasi bidang diskontinu, material pengisi, dll, sehingga metode ini kurang dapat menggambarkan keadaan massa batuan yang sebenarnya.

5. Rock Structure Rating (RSR)
RSR diperkenalkan pertama kali oleh Wickam, Tiedemann dan Skinner pada tahun 1972 di AS. Konsep ini merupakan metode kuantitatif untuk menggambarkan kualitas suatu massa batuan dan menentukan jenis penyanggaan di terowongan. Motode ini merupakan metode pertama untuk menentukan klasifikasi massa batuan yang komplit setelah diperkenalkannya klasifikasi massa batuan oleh Terzaghi 1946.

Konsep RSR ini selangkah lebih maju dibandingkan konsep-konsep yang ada sebelumnya. Pada konsep RSR terdapat klasifikasi kuantitatif dibandingkan dengan Terzaghi yang hanya klasifikasi kulitatif saja. Pada RSR ini juga terdapat cukup banyak parameter yang terlibat jika dibandingkan dengan RQD yang hanya melibatkan kualitas inti terambil dari hasil pemboran saja. Pada RSR ini juga terdapat klasifikasi yang mempunyai data masukan dan data keluaran yang lengkap tidak seperti Lauffer yang hanya menyajikan data keluaran yang berupa stand-up time dan span.

RSR merupakan penjumlahan rating dari parameter-parameter pembentuknya yang terdiri dari 2 katagori umum, yaitu:
• Parameter geoteknik; jenis batuan, pola kekar, arah kekar, jenis bidang lemah, sesar, geseran, dan lipatan, sifat material; pelapukan, dan alterasi.
• Parameter konstruksi; ukuran terowongan, arah penggalian, metode penggalian

RSR merupakan metode yang cukup baik untuk menentukan penyanggaan dengan penyangga baja tetapi tidak direkomendasikan untuk menentukan penyanggaan dengan penyangga rock bolt dan beton.

6. Rock Mass Rating (RMR)
Bieniawski (1976) mempublikasikan suatu klasifikasi massa batuan yang disebut Klasifikasi Geomekanika atau lebih dikenal dengan Rock Mass Rating (RMR). Setelah bertahun-tahun, klasifikasi massa batuan ini telah mengalami penyesuaian dikarenakan adanya penambahan data masukan sehingga Bieniawski membuat perubahan nilai rating pada parameter yang digunakan untuk penilaian klasifikasi massa batuan tersebut. Pada penelitian ini, klasifikasi massa batuan yang digunakan adalah klasifikasi massa batuan versi tahun 1989 (Bieniawski, 1989). 6 Parameter yang digunakan dalam klasifikasi massa batuan menggunakan Sistim RMR yaitu:
1. Kuat tekan uniaxial batuan utuh.
2. Rock Quality Designatian (RQD).
3. Spasi bidang dikontinyu.
4. Kondisi bidang diskontinyu.
5. Kondisi air tanah.
6. Orientasi/arah bidang diskontinyu.

Pada penggunaan sistim klasifikasi ini, massa batuan dibagi kedalam daerah struktural yang memiliki kesamaan sifat berdasarkan 6 parameter di atas dan klasifikasi massa batuan untuk setiap daerah tersebut dibuat terpisah. Batas dari daerah struktur tersebut biasanya disesuaikan dengan kenampakan perubahan struktur geologi seperti patahan, perubahan kerapatan kekar, dan perubahan jenis batuan. RMR ini dapat digunakan untuk terowongan. lereng, dan pondasi.

7. Q-system
Q-system diperkenalkan oleh Barton et al pada tahun 1974. Nilai Q didefinisikan sebagai:

Dimana:
RQD adalah Rock Quality Designation
Jn adalah jumlah set kekar
Jr adalah nilai kekasaran kekar
Ja adalah nilai alterasi kekar
Jw adalah faktor air tanah
SRF adalah faktor berkurangnya tegangan

• RQD/Jn merepresentasikan struktur massa batuan
• Jr/Ja merepresentasikan kekasaran dan karakteritik gesekan diantara bidang kekar stsu material pengisi
• Jw/SRF merepresentasikan tegangan aktif yang bekerja
• Berdasarkan nilai Q kemudian dapat ditentukan jenis penyanggaan yang dibutuhkan untuk terowongan.