BAB III Dasar teori produktivitas alat muat dan angkut

20 BAB III

DASAR TEORI

3.1. Genesa Batubara

Batubara merupakan batuan sedimen yang terbentuk dari hasil pembatubaraan

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

1. Proses Biokimia

Proses ini merupakan penghancuran penghancuran oleh bakteri anaerob

terhadap jasad tumbuhan yang kemudian jasad tumbuhan itu membusuk dan membnetuk suatu gel yang disebut Selly. Gel tersebutakan terkumpul, terendap dan termampatkan hingga menjadi agmbut dan peat.

2. Proses Termodinamika

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

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

1. Teori Insitu

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

2. Teori Drift.

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

Adapun urutan proses pembentukkan batubara secara singkat dapat diuraikan sebagai berikut :

1. Gambut (peat)

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

22 2. Lignite (brown coal)

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

3. Bituminous (black coal)

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

4. Anthracite

Dicirikan dengan sifat fisik keras, hitam dan kilap tinggi. Pada saat proses pembakaran memperlihatkan warna biru dan dapat dipergunakan untuk berbagai macam industri besar yang memerlukan pembakaran dengan temperatur tinggi hingga sangat tinggi.

Beberapa nama batuan yang harus diketahui, dimanan batuan – batuan ini sering ditemukan berasosiasi dengan batubara, antara lain :

1. Batubara lempungan (shaly / clayed coal)

Merupakan batubara yang mengandung komponen lempung, dalam hal ini batubara yang dominan.

2. Batu lempung batubaraan (coaly shale / clay)

Merupakan batu lempung yang mengandung komponen (frakmen) batubara. 3. Batu lempung karbonan

Merupakan batu lempung yang mengandung karbon, berwarna abu – abu kehitaman dan umumnya lunak.

23 Sifat fisik batubara tergantung pada unsur kimia pembentuk batubara tersebut, dimana perubahannya sesuia dengan peningkatan sesuia dengan mutu batubara. Berat jenis tergantung pada jumlah kandungan mineral atau abu (ash) dan kekompakan (porositas). Secara umum sifat fisik batubara:

1. Berwarna cokelat sampai hitam 2. Berlapis menyerupai batuan sedimen 3. Padat

4. Mudah terbakar 5. Kedap cahaya

6. Berkilap, kusam sampai cemerlang 7. Berat jenis 1,25 – 1,70

8. Kekerasan 0,5 – 2,5 9. Bersifat getas

10. Pecahan kasar sampai konkoidal

Sifat kimia batubara dipengaruhi oleh faktor pembentuk, infiltrasi material asing selama dan sesudah pembentukan batubara, unsur utama pembentuk batubara adalah karbon, hidrogen, nitrogen dan sulfur.

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

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

1. Air (moisture)

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

2. Abu (ash)

Abu yang terdapat pada batubara pada umumnya dibagi menjadi dua yaitu :

Inherent mineral matter yang merupakan mineral pengotor yang berasal dari tumbuhan asal pembentuk batubara. Abu jenis ini tidak dapat dihilangkan karena terbentuk bersamaan dengan pembentukan batubara dan telah menyatu dalam struktur batubara itu sendiri. Pada umumnya jumlah mineral jenis ini relatif kecil.

3. Zat terbang (volatile matter)

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

25 4. Karbon padat (Fixed Carbon)

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

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

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

1. Lingkungan pengendapan daratan pantai

Terjadi pada rawa – rawa dibelakang pematang pasir pantai, yang kearah darat berasosiasi dengan sistem laguna.

2. Pengendapan pada lingkungan delta

Terjadi pada rawa – rawa cekungan limpahannya (backswamp) dan di daerah paparan delta (delta plaint).

3. Lingkungan pengendapan fluviatil

Terjadi pada rawa – rawa daratan banjir (flood plain) dan dibelakang tanggul alam (natural levec) dari sistem sungai yang bermeander.

26 3.2. Pemindahan Tanah Mekanis

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

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

1. Lunak (soft) atau mudah digali (easy digging), misalnya : a. Tanah atas atau tanah pucuk (top soil).

b. Pasir (sand).

c. Lempung pasiran (sandy clay). d. Pasir lempungan (clayey sand).

2. Agak keras (medium hard digging), misalnya :

a. Tanah liat atau lempung (clay) yang basah dan lengket. b. Batuan yang sudah lapuk (weathered rocks).

27 3. Sukar digali atau keras (hard digging), misalnya :

a. Batu sabak (slate).

b. Material yang kompak (compacted material). c. Batuan sedimen (sedimentary rocks).

d. Konglomerat (conglomerate). e. Breksi (breccia).

4. Sangat sukar digali atau sangat keras (very hard digging) atau batuan segar (fresh rocks) yang memerlukan pemboran dan peledakan sebelum dapat digali, misalnya :

a. Batuan beku segar (fresh igneous rocks).

b. Batuan malihan segar (fresh metamorphic rocks). 3.3. Komponen- Komponen Tempat Kerja

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

1. Jalan dan sarana angkutan.

Data jalan dan sarana angkutan yang ada dibutuhkan untuk pengangkutan alat-alat mekanis dan logistik menuju ke tempat kerja. Kemungkinan-kemungkinan yang bisa terjadi adalah :

a. Lokasi proyek dilalui, atau dekat dengan jalan umum yang sudah ada. b. Lokasi proyek dilalui, atau dekat dengan jalur kereta api.

c. Lokasi proyek dekat dengan sungai besar, sehingga memungkinkan transportasi lewat sungai.

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

2. Jenis vegetasi di lokasi proyek

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

3. Macam dan perubahan volume dari material.

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

4. Daya dukung material setempat.

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

29 5. Iklim.

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

6. Ketinggian dari permukaan laut.

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

7. Kemiringan, jarak, dan kondisi jalan.

Kemiringan, jarak, dan kondisi jalan perlu diperhitungkan, sebab kondisi jalan yang akan dilalui sangat berpengaruh pada daya angkut dan kemampuan alat angkut yang dipakai. Jalur jalan yang baik, membuat kapasitas angkut dari alat yang dipakai menjadi bedar, sebab alat angkut dapat bergerak lebih cepat.

Kemiringan dan jarak angkut harus diukur dengan teliti, sebab akan menentukan cycle time (waktu tempuh) dalam pengangkutan material tersebut. Kecerobohan penentuan kemiringan, jarak angkut, dan kondisi jalan (lebar, kekuatan, dan kelas jalan) dapat menurunkan jumlah material yang diangkut oleh alat angkut yang digunakan, hal ini akan menambah ongkos pengangkutan.

30 8. Efisiensi kerja.

Efisiensi kerja perlu dipertimbangkan karena orang atau mesin tak mungkin selamanya mampu bekerja 60 menit selama satu jam, sebab pasti ada hambatanhambatan walau sekecil apapun. Berdasarkan pengalaman lapangan, efisiensi kerja jarang dapat mencapai 83%.

Efesiensi kerja merupakan salah element produksi yang harus diperhitungkan didalam upaya mendapatkan harga produksi alat persatuan waktu yang akurat.

Berikut ini mungkin dapat dipakai sebagai acuan untuk membatasi porsi pekerjaan operasional dan mekanik.

31 Tabel 3.1. Parameter Pengukuran Efisiensi Kerja

Terjadwal (Scheduled) ; S

Tersedia (Available) ; A Perawatan (Maintenance) ; M

Jalan (Operation) ; O

Terhenti (Idle) ; I Perbaikan Mendadak ; UM Perawatan Terjadwal ; SM Kerja (Working) ;

W

Tertunda (Delayed) ; D

Kerja Lancar Mengisi BBM Ganti Bit Peledakan

Mengatur alat berat Tunggu alat muat Tunggu truck Pengawasan rutin Semprot lub bor Pelumasan Manuver alat Pengecekan awal sebelum jalan Membersihkan screen Batu macet di crusher, corong, dll.

Roll conveyor lepas Dll. Diminta stanby Tidak ada operator Makan dan istirahat Rapat

Hujan lebat, kabut dll. Waktu perbaikan Tunggu suku cadang Dll. Waktu perbaikan Tunggu suku cadang Dll.

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

32 a. Efektifitas (Effektiviness)

Efektifitas adalah jam kerja efektif selama waktu yang disediakan untuk operasi, dengan persamaan :

E = (W/O) x 100%

b. Ketersediaan Fisik (Fhysical/Mechanical availabilty)

Ketersediaan Fisik adalah ukuran sehat tidaknya alat untuk beroperasi dengan persamaan :

PA = (A/S) x 100%

c. Utilitas (Utility)

Utilitas adalah alat yang sehat terpaksa tidak dioperasikan karena beberapa sebab, misalnya hujan lebat, rapat, kecelakaan tambang dll. Dengan persamaan :

U = (O/A) x 100%

d. Efisiensi Kerja Optimum

Efisiensi Kerja Optimum adalah perkalian antara efektivitas, ketersediaan fisik dan utilitas. Dengan persamaan :

Eff.Opt = E x PA x U

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

33 Tabel 3.2. Contoh Log Kinerja Alat

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

Tgl Kerja ter-jadwal

Rusak Men-dadak

Jam tersedia (BC) Efesiensi kerja %

Ter-henti

Operasi Efektifi-tas

Keter-sedian

fisik

Utilitas optimum

Ter-tunda

kerja

A B C D E

F=B- C-D-E G= F/(E+F) H= (D+E+ F)/B I=(E+F )/(D+E +F) J= (G x H xi)

TOTAL

KINERJA RATA-RATA PERBULAN

9. Syarat penyelesaian pekerjaan.

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

10. Syarat penimbunan tanah.

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

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

11. Waktu.

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

12. Ongkos produksi.

Ongkos produksi yang harus diperhitungkan dengan cermat meliputi :

a. Ongkos tetap, misalnya asuransi, depresiasi, pajak, dan bunga pinjaman.

b. Ongkos operasional, misalnya upah, ongkos pemeliharaan alat, service alat, pembelian suku cadang, BBM, dan sebagainya.

c. Ongkos pengawasan, misalnya gaji mandor, teknisi, direksi, dan lain-lain.

d. Ongkos lain-lain, misalnya biaya upacara, peresmian, jamuan untuk tamu, dan sejenisnya.

35 3.4. Produktivitas Alat Gali Muat dan Angkut

Berikut ini akan dibahas mengenai produktivitas alat gali muat dan angkut yaitu produktivitas excavator dan dump truck.

1. Excavator

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

= × ×

Dimana produksi per siklus adalah :

= ×

Keterangan:

Q = Produksi per jam (m3/jam) q = Produksi per siklus (m3) CT = Cycle time (Menit) E = Efisiensi kerja

q1 = Kapasitas bucket (m3) K = Bucket fill factor

36 Dengan waktu edar (Cycle Time)

CT = T1 + T2 + T3 + T4 CT = Waktu edar (detik)

T1 = Waktu menggali materila (detik) T2 = Waktu putar isi (detik)

T3 = Waktu menumpah muatan (detik) T4 = Waktu putar kosong (detik)

2. Dump Truck

Dump truck merupakan salah satu jenis alat angkut, sering digunakan untuk mengangkut tanah, endapan bijih, batuan, dan lain-lain. Karena kecepatannya yang tinggi (pada jalur yang baik), maka truk memiliki produksi yang tinggi. Produktivitas truk ditentukan oleh waktu siklusnya, dimana dalam satu siklus waktu truk tersebut terdiri dari waktu pemuatan, waktu pengangkutan, waktu penumpahan material, waktu perjalanan kembali dan waktu manuver. Produktivitas dump truck dapat dirumuskan sebagai berikut.

= × × ×

Dimana C adalah produksi dump truck per siklus

37 Keterangan :

P = Produksi per jam (m3/jam) El = Efisiensi kerja dump truck

M = Jumlah truk untuk total produksi alat angkut C = Produksi per siklus

n = Jumlah siklus untuk pengisian dump truck

q1 = Kapasitas bucket loader (m3) K = Bucket fill factor

Waktu edar untuk Dump truck dapat digambarkan secara matematis sebagai berikut.

= + + + + + +

Dimana :

LCT = Cycle time untuk haul unit (menit) STL = Spot time di loader (menit)

LT = Load time untuk haul unit (menit) TL = Travel time dengan muatan (menit) STD = Spot time di dumping area (menit) DT = Dumping time (menit)

TE = Travel time tanpa muatan (menit)

38

Bucket fill factor adalah perbandingan antara volume bucket nyata dengan volume dengan volume mangkuk munjung dapat di rumuskan sebagai berikut :

Fp = ( Vn / Vt ) x 100 %

Dimana :

Fp = Factor Pengisian (%) Vn = Volume bucket nyata (M³) Vt = Volume bucket teoritis (M³)

Adapun berikut ini merupakan tabel bucket fill factor berdasarkan materialnya. Tabel 3.3. Fill Factor Range

3.5. Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Kerja Alat

Untuk memperkirakan produksi alat berat secara teliti perlu dipelajari faktor-faktor yang secara langsung dapat mempengaruhi hasil kerja alat tersebut. Faktor-faktor tersebut meliputi :

1. Tahanan gali (Digging Resistance)

Tahanan gali (Digging Resistance, sering disingkat DR) marupakan tahanan yang dialami oleh alat gali pada waktu melakukan penggalian material, penyebab timbulnya atahanan ini adalah:

39 a. Gesekan antara alat gali dan tanah; umumnya semakin besar kelembaban dn kekerasan butiran tanah, maka semakin besar pula gesekan alat dan tanah yang terjadi.

b. Kekerasan dari material yang digali.

c. Kekasaran dan ukuran butiran tanah atau material yang digali.

d. Adanya adhesi antara tanah dengan alat gali, dan kohesi antara butiran tanah itu sendiri.

e. Berat Jenis tanah (terutama berpengaruh pada alat gali yang berfungsi sebagai alat muat, misalnya power shovel, clamshell, dragline, dan sejenisnya).

Besarnya tahanan gali (DR) tidak dapat dicari angka reratanya, oleh karena itu biasanya langsung ditentukan di tempat.

2. Tahanan guling atau tahanan gelinding (Rolling Resistance)

Tahanan guling/tahanan gelincir (rolling resistance, biasa disingkat RR) merupakan segala gaya-gaya luar yang berlawanan arah dengan arah gerak kendaraan yang sedang berjalan di atas suatu jalur. Bagian yang mengalami rolling resistance (RR) secara langsung adalah ban bagian luar kendaraan, tahanan guling (RR) tergantung pada banyak faktor, di antaranya yang terpenting adalah :

a. Keadaan jalan (kekerasan dan kemulusan permukaan jalan). Semakin keras dan mulus atau rata jalan tersebut, maka tahanan gulingnya (RR) semakin kecil.

b. Keadaan ban yang bersangkutan dan permukaan jalur jalan. Jika memakai ban karet, maka yang berpengaruh adalah ukuran, tekanan, dan permukaan dari ban alat berat yang digunakan, apakah ban luar masih baru, atau sudah gundul, dan bagaimana model kembangan ban itu. Jika menggunakan Crawler yang berpengaruh adalah kondisi jalan.

40 Besarnya RR dinyatakan dalam pounds (lbs) dan rimpull yang diperlukan untuk menggerakkan tiap gross ton berat kendaraan beserta isinya pada jalur mendatar, dan dengan kondisi jalan tertentu.

Gambar 3.1. Arah Tahanan Gulir (RR)

3. Tahanan Kemiringan (Grade Resistance)

Grade resistance (GR) adalah besarnya gaya berat yang melawan atau membantu gerak kendaraan karena kemiringan jalur jalan yang dilalui. Jika jalur jalan itu naik disebut kemiringan positif, grade resistance (GR) akan melawan gerak kendaraan, tetapi sebaliknya jika jalan itu turun disebut kemiringan negatif, tahanan kemiringan akan membantu gerak kendaraan.

41 Tahanan kemiringan tergantung pada dua faktor, yaitu :

a. Besarnya kemiringan (dinyatakan dalam %)

b. Berat kendaraan itu sendiri (dinyatakan dalam Gross-ton)

Biasanya tahanan kemiringan dihitung sebagai berikut : “Tiap kemiringan 1% besarnya tahanan kemiringan rata-rata = 20 lbs dari besarnya kekuatan tarik mesin yang digunakan untuk menggerakkan ban yang menyentuh permukaan jalur jalan. Besarnya dihitung untuk tiap gross-ton berat kendaraan beserta isinya”.

4. Koefisien Traksi

Koefisien Traksi (CT) adalah faktor yang menunjukkan berapa bagian dari seluruh kendaraan itu pada ban atau truck yang dapat dipakai untuk menarik atau mendorong. Jadi CT adalah suatu faktor dimana jumlah berat kendaraan pada ban penggerak itu harus dikalikan untuk menunjukkan Rimpull maksimum antara ban dengan jaur jalan, tepat sebelum roda itu selip. Jika terdapat geseran yang cukup antara permukaan roda dengan permukaan jalan, maka tenaga mesin tersebut data dijadikan tenaga traksi yang maksimal.

Besarnya CT tergantung pada:

a. Kondisi ban yang meliputi: macam dan bentuk kembangannya; untuk crawler truk tergantung pada keadaan dan bentuk truknya.

b. Kondisi permukaan jalan (basah, kering, keras, lunak, rata, bergelombang, dan sebagainya).

42 5. Rimpull

Rimpull adalah besarnya kekuatan tarik yang dapat diberikan oleh mesin atau bapenggerak yang menyentuh permukaan jalur jalan dari suatu kendaraan. Rimpull biasanya dinyatakan dalam satuan kg atau lbs. Jika Koefisien Traksi (CT) cukup tinggi sehingga roda tidak selip, atau CT mampu menghindari selip, maka besarnya rimpull maksimum yang dapat diberikan oleh mesin/ban kendaraan adalah fungsi dari tenaga mesin (dalam Horse Power) daverseneling antara mesin dan rodanya.

Jadi: RP = (HP x 375 x Efisiensi mesin)/(Kecepatan mesin dalam mph)

Dimana :

RP = Rimpull (Kekuatan tarik kendaraan) lbs HP = Horse Power (Tenaga mesin) HP 375 = Angka konversi

Efisiensi mesin = 80 – 85%

Tetapi jika ban kendaraan telah selip, maka besarnya Rimpull dihitung sama dengan tenaga pada roda penggeraknya dikalikan CT. Jadi saat selip RP = Tenaga Roda Penggerak x CT.

6. Percepatan

Percepatan (acceleration) adalah waktu yang di[perlukan untuk mempercepat kendaraan dengan memakai kelebihan rimpull yang tidak digunakan untuk menggerakkan kendaran pada jalur tertentu. Lama waktu yang dibutuhkan untuk mempercepat kendaraan tergantung pada beberapa faktor yaitu:

43 a. Berat kendaraan; semakin berat kendaraan beserta isinya, semakin lama waktu yang dibutuhkan oleh kendaraan tersebut untuk menambah kecepatannya.

b. Kelebihan rimpull; semakin besar kelebihan rimpull pada suatu kendaraan, maka semakin cepat kendaraan itu dapat dipercepat.

Percepatan tak mungkin dihitung secara tepat, tetapi dapat diperkirakan memakai rumus Hukum Newton.

F=( )

a = ( )

Diaman :

F = Kelebihan Rimpul (lbs)

G = Percepatan karena gaya gravitasi = 32,2 ft/ det2 W = Berat kendaraan beserta isinya (lbs)

a = Percepatan (ft/ det2)

7. Elevasi Letak Proyek

Elevasi berpengaruh terhadap hasil kerja mesin, karena kerja mesin dipengaruhi oleh tekanan dan temperatur udara luar. Berdasarkan pengalaman, kenaikan 1000 ft (300 m) pertama dari permukaan laut, tidak akan berpengaruh pada mesin-mesin empat tak; tetapi untuk selanjutnya setiap kenaikan 1000 ft ke dua (dihitung dari permukaan laut) HP rata-rata berkurang sebesar ±3%; sedangkan pada mesin-mesin 2 tak, kemerosotannya berkisar 1%.

44 8. Efisiensi Operator

Faktor manusia sebagai operator alat sangat sukar ditentukan dengan tepat, sebab selalu berubah-ubah dari waktu ke waktu, bahkan dari jam ke jam, tergantung pada keadaan cuaca, kondisi alat yang dikemudikan, suasana kerja dan lain-lain. Biasanya memberikan perangsang dalam bentuk bonus dapat mempertinggi efisiensi operator alat.

Dalam bekerja, seorang operator tak akan dapat bekerja selama 60 menit secara penuh, sebab selalu ada hambatan-hambatan yang tak dapat dihindari seperti pengantian komponen yang rusak, memindahkan alat ke tempat lain, dan sebagainya. Beberapa pengertian untuk menentukan kondisi alat dan efisiensi pengunaannya, antara lain :

a. Avability Index (AI)

Avability Index (AI) adalah suatu cara untuk mengetahui kondisi dari alat tersebut sesungguhnya.

AI =

%

Dimana :

AI = Ability Index (%) W = Jumlah Jam Kerja (jam)

R = Jumlah jam untuk perbaikan alat (jam)

b. Physical Avaibility (PA)

Adalah suatu cara untuk mengetahui tentang kondisi fisik dari alat yang digunakan.

45 Dimana :

PA = Physical Avaibility (%) W = Jumlah Jam Kerja (jam)

R = Jumlah jam untuk perbaikan alat (jam)

S = Jumlah jam suatu alat yang tidak rusak tapi tidak digunakan

c. Use Of Ability (UA)

Menunjukkan berapa persen waktu yang digunakan oleh suatu alat untuk beroperasi pada saat alat itu digunakan.

UA =

%

UA menjadi ukuran seberapa baik pengelolaan peralatan yang digunakan itu.

d. Effective Utilization (EU)

Pengertian EU sebenarnya sama saja dengan pengertian efisiensi kerja, yaitu menunjukkan berapa persen dari seluruh waktu kerja yang tersedia itu dapat dimanfaatkan untuk bekerja secara produktif.

EU =

%

9. Faktor pengembangan atau pemuaian (Swell Factor)

Tanah maupun massa batuan yang ada di alam ini telah dalam kondisi terkonsolidasi dengan baik, artinya bagian-bagian yang kosong atau ruangan yang terisi udara diantara butirannya sangat sedikit; namun

46 demikian jika material tersebut digali dari tempat aslinya, maka terjadilah pengembangan atau pemuaian volume.

Tanah asli yang di alam volumenya 1 m3, jika digali volumenya bisa menjadi 1,25%, ini terjadi karena tanah yang digali mengalami pengembangan dan pemuaian dari volume semula akibat ruang antar butirannya yang membesar. Faktor pengembangan dan pemuaian volume material perlu diketahui, sebab pada waktu penggalian material volume yang diperhitungkan adalah volume dalam kondisi Bank Yard, yaitu volume aslinya seperti di alam. Akan tetapi pada waktu perhitungan penangkutan material, volume yang dipakai adalah volume material setelah digali, jadi material telah mengembang sehingga volumenya bertambah besar.

Kemampuan alat angkut maksimal biasanya dihitung dari kemampuan alat itu mengangkut material pada kapasitas munjung, jadi bila kapasitas munjung dikalikan dengan faktor pengembangan material yang diangkut, akan diperoleh Bank Yard Capacity-nya. Tetapi sebaliknya, bila

Bank Yard itu dipindahkan lalu dipadatkan di tempat lain dengan alat pemadat mekanis, maka volume material tersebut menjadi berkurang. Hal ini disebabkan karena material menjadi benar-benar padat, jika 1 m3 tanah dalam kondisi Bank Yard dipadatkan, maka volumenya menjadi sekitar 0,9 m3 tanah mengalami penyusutan sekitar 10%.

Untuk menunjukan hubungan antara material dalam kondisi yang berbeda-beda di atas, dikenal beberapa istilah berikut:

= − × %

47

= − × %

Rumus di atas berdasarkan perubahan volume pada material, jika berdasarkan densitasnya maka diperoleh rumus sebagai berikut :

= − × %

=

Kalau angka untuk shrinkage factor tidak ada, biasanya dianggap sama dengan percent swell.

Gambar 3.3. Perubahan Kondisi Material

10. Berat material

Berat material yang diangkut oleh alat-alat angkut dapat berpengaruh pada :

a. Kecepatan kendaraan dengan HP yang dimilikinya

b. Membatasi kemampuan kendaraan untuk mengatasi tahanan kemiringan dan tahanan gulir dari jalur jalan yang dilalui

c. Membatasi volume material yang diangkut.

48 3.6. Perhitungan Match Factor

Keserasian kerja (Match Faktor) merupakan suatu faktor penting yang digunakan dalam penentuan jumlah alat angkut atau alat gali muat, agar terjadi sinkronisasi alat. Apabila jumlah antara alat gali muat sesuai dengan alat angkut, akan tercapai efektivitas kerja yang optimal. Untuk mendapatkan faktor keserasian antara alat gali muat dengan alat angkut dapat digunakan rumus sebagai berikut :

= ×

×

Dimana :

MF = Match Factor

nH = Jumlah alat angkut (unit) nL = Jumlah alat gali muat (unit) tL = Cycle time alat muat (menit) tH = Cycle time alat angkut (menit)

Keterangan :

MF < 1, maka terjadi alat muat akan sering menunggu MF = 1 maka alat muat dan alat angkut akan serasi MF > 1, maka terjadi alat angkut akan sering menunggu

43 a. Berat kendaraan; semakin berat kendaraan beserta isinya, semakin lama waktu yang dibutuhkan oleh kendaraan tersebut untuk menambah kecepatannya.

b. Kelebihan rimpull; semakin besar kelebihan rimpull pada suatu kendaraan, maka semakin cepat kendaraan itu dapat dipercepat.

Percepatan tak mungkin dihitung secara tepat, tetapi dapat diperkirakan memakai rumus Hukum Newton.

F=( )

a = ( ) Diaman :

F = Kelebihan Rimpul (lbs)

G = Percepatan karena gaya gravitasi = 32,2 ft/ det2 W = Berat kendaraan beserta isinya (lbs)

a = Percepatan (ft/ det2)

7. Elevasi Letak Proyek

Elevasi berpengaruh terhadap hasil kerja mesin, karena kerja mesin dipengaruhi oleh tekanan dan temperatur udara luar. Berdasarkan pengalaman, kenaikan 1000 ft (300 m) pertama dari permukaan laut, tidak akan berpengaruh pada mesin-mesin empat tak; tetapi untuk selanjutnya setiap kenaikan 1000 ft ke dua (dihitung dari permukaan laut) HP rata-rata berkurang sebesar ±3%; sedangkan pada mesin-mesin 2 tak, kemerosotannya berkisar 1%.

44 8. Efisiensi Operator

Faktor manusia sebagai operator alat sangat sukar ditentukan dengan tepat, sebab selalu berubah-ubah dari waktu ke waktu, bahkan dari jam ke jam, tergantung pada keadaan cuaca, kondisi alat yang dikemudikan, suasana kerja dan lain-lain. Biasanya memberikan perangsang dalam bentuk bonus dapat mempertinggi efisiensi operator alat.

Dalam bekerja, seorang operator tak akan dapat bekerja selama 60 menit secara penuh, sebab selalu ada hambatan-hambatan yang tak dapat dihindari seperti pengantian komponen yang rusak, memindahkan alat ke tempat lain, dan sebagainya. Beberapa pengertian untuk menentukan kondisi alat dan efisiensi pengunaannya, antara lain :

a. Avability Index (AI)

Avability Index (AI) adalah suatu cara untuk mengetahui kondisi dari alat tersebut sesungguhnya.

AI =

%

Dimana :

AI = Ability Index (%) W = Jumlah Jam Kerja (jam)

R = Jumlah jam untuk perbaikan alat (jam)

b. Physical Avaibility (PA)

Adalah suatu cara untuk mengetahui tentang kondisi fisik dari alat yang digunakan.

45 Dimana :

PA = Physical Avaibility (%) W = Jumlah Jam Kerja (jam)

R = Jumlah jam untuk perbaikan alat (jam)

S = Jumlah jam suatu alat yang tidak rusak tapi tidak digunakan

c. Use Of Ability (UA)

Menunjukkan berapa persen waktu yang digunakan oleh suatu alat untuk beroperasi pada saat alat itu digunakan.

UA =

%

UA menjadi ukuran seberapa baik pengelolaan peralatan yang digunakan itu.

d. Effective Utilization (EU)

Pengertian EU sebenarnya sama saja dengan pengertian efisiensi kerja, yaitu menunjukkan berapa persen dari seluruh waktu kerja yang tersedia itu dapat dimanfaatkan untuk bekerja secara produktif.

EU =

%

9. Faktor pengembangan atau pemuaian (Swell Factor)

Tanah maupun massa batuan yang ada di alam ini telah dalam kondisi terkonsolidasi dengan baik, artinya bagian-bagian yang kosong atau ruangan yang terisi udara diantara butirannya sangat sedikit; namun

46 demikian jika material tersebut digali dari tempat aslinya, maka terjadilah pengembangan atau pemuaian volume.

Tanah asli yang di alam volumenya 1 m3, jika digali volumenya bisa menjadi 1,25%, ini terjadi karena tanah yang digali mengalami pengembangan dan pemuaian dari volume semula akibat ruang antar butirannya yang membesar. Faktor pengembangan dan pemuaian volume material perlu diketahui, sebab pada waktu penggalian material volume yang diperhitungkan adalah volume dalam kondisi Bank Yard, yaitu volume aslinya seperti di alam. Akan tetapi pada waktu perhitungan penangkutan material, volume yang dipakai adalah volume material setelah digali, jadi material telah mengembang sehingga volumenya bertambah besar.

Kemampuan alat angkut maksimal biasanya dihitung dari kemampuan alat itu mengangkut material pada kapasitas munjung, jadi bila kapasitas munjung dikalikan dengan faktor pengembangan material yang diangkut, akan diperoleh Bank Yard Capacity-nya. Tetapi sebaliknya, bila Bank Yard itu dipindahkan lalu dipadatkan di tempat lain dengan alat pemadat mekanis, maka volume material tersebut menjadi berkurang. Hal ini disebabkan karena material menjadi benar-benar padat, jika 1 m3 tanah dalam kondisi Bank Yard dipadatkan, maka volumenya menjadi sekitar 0,9 m3 tanah mengalami penyusutan sekitar 10%.

Untuk menunjukan hubungan antara material dalam kondisi yang berbeda-beda di atas, dikenal beberapa istilah berikut:

= − × %

47

= − × %

Rumus di atas berdasarkan perubahan volume pada material, jika berdasarkan densitasnya maka diperoleh rumus sebagai berikut :

= − × %

=

Kalau angka untuk shrinkage factor tidak ada, biasanya dianggap sama dengan percent swell.

Gambar 3.3. Perubahan Kondisi Material

10. Berat material

Berat material yang diangkut oleh alat-alat angkut dapat berpengaruh pada :

a. Kecepatan kendaraan dengan HP yang dimilikinya

b. Membatasi kemampuan kendaraan untuk mengatasi tahanan kemiringan dan tahanan gulir dari jalur jalan yang dilalui

c. Membatasi volume material yang diangkut.

48 3.6. Perhitungan Match Factor

Keserasian kerja (Match Faktor) merupakan suatu faktor penting yang digunakan dalam penentuan jumlah alat angkut atau alat gali muat, agar terjadi sinkronisasi alat. Apabila jumlah antara alat gali muat sesuai dengan alat angkut, akan tercapai efektivitas kerja yang optimal. Untuk mendapatkan faktor keserasian antara alat gali muat dengan alat angkut dapat digunakan rumus sebagai berikut :

= ×

×

Dimana :

MF = Match Factor

nH = Jumlah alat angkut (unit) nL = Jumlah alat gali muat (unit) tL = Cycle time alat muat (menit) tH = Cycle time alat angkut (menit)

Keterangan :

MF < 1, maka terjadi alat muat akan sering menunggu MF = 1 maka alat muat dan alat angkut akan serasi MF > 1, maka terjadi alat angkut akan sering menunggu