II. TINJAUAN PUSTAKA
A. Struktur Cribbing Kayu Penyangga Terowongan
Kayu telah lama menjadi material favorit di daerah pertambangan. Timber set menurut ironminers.com 2007 dinyatakan sebagai sebuah frame yang dibangun dari
kayu untuk menyangga atap, dinding, dan kadang-kadang lantai terowongan pertambangan. Flowmeterdirectory.com 2007 juga menyatakan hal yang mirip, yaitu
timber set merupakan frame kayu untuk menyangga atap, dinding, dan kadang-kadang untuk lantai jalan tambang atau terowongan. Timber set telah dikembangkan untuk
digunakan di gua dan terowongan pertambangan di Agricola, Western Montana, Philipsburg sejak tahun 1550 Forest Service 2007. Tiga ratus tahun kemudian, pada
tahun 1859, perak ditemukan di Virginia City Nevada. Pertambangan perak di Nevada ini disebut Comstock Lode. Meskipun tambang perak ini merupakan penemuan yang
sangat penting dan bernilai tinggi, lubang yang harus dibuat untuk mengekplorasinya sangat lebar bahkan kadang-kadang mencapai berlusin-lusin feet. Oleh karena itu
metode penyangga dengan timber set seperti yang dilakukan di Agricola tidak lagi sesuai. Baru pada tahun 1900 masalah ini terpecahkan dengan membuat desain struktur
berupa frame-frame kayu yang saling mengunci interlock menjadi bentuk kubikal berukuran 4x6 feet. Struktur ini disebut square set Gambar 4. Struktur timber square
set pada saat itu merupakan penemuan yang sangat revolusioner namun tidak dipatenkan, dan saat ini dikembangkan lebih lanjut menjadi struktur cribbing kayu
bentuk konvensional, Hercules, ataupun Link-N-Lock.
Gambar 4. Timber square set pada tahun 1900-an Forest Service 2007
9 Beberapa metode cribbing penyangga terowongan dipatenkan di beberapa
negara, antara lain donut dan disk cribbing berupa tumpukan material berbentuk donut atau disk ditumpuk dari lantai hingga atap tambang. Struktur ini dipatenkan oleh
Chlumecky 1985 dan 1986 U.S. Pat. No. 4,565,469 dan 4,497,597. Tumpukan donut atau disk umumnya terbuat dari beton bertulangan baja, meskipun mungkin pula
dibangun dari kayu atau material lainnya. Donut atau disk beton tidak mengalami deteriorasi secepat kayu, berdaya tahan tinggi terhadap aliran air, serta tidak terbakar,
tetapi beton mudah mengalami retak dan pecah karena hanya memiliki wilayah elastis yang sempit. Lebih lanjut donuts dan disk beton sangat berat dan memerlukan banyak
tenaga kerja atau peralatan khusus seperti Mine Cribbing Device and Methods US Pat No. 5,143,484 Deul 1992 dan Stacking Device for Mine Crib US Pat No. 5,083,895
McBirnie 1992 untuk memasangnya. Metode alternatif untuk penyangga terowongan adalah menggunakan pipa
berongga yang diisi dengan material di dalamnya seperti kerikil dan batu-batu kecil untuk meningkatkan kemampuannya menahan tekanan atap terowongan. Contoh
metode ini adalah Thorn US Pat. No. 4,712,947 dan Mine Prop US Pat No. 6,910,834B2. Bila tekanan dari atap terowongan meningkat, balok dan tiang, termasuk
material yang diisikan di dalam rongganya akan terkompresi untuk menahan beban. Tipe penyangga ini sangat mahal karena pipanya terbuat dari komponen metal baja
terkorugasi. Terlebih lagi struktur ini mudah mengalami tekuk, sehingga sering kali tidak memiliki kinerja sebagaimana diharapkan.
Berbagai penyempurnaan teknik cribbing terus-menerus dilakukan sehingga muncul teknik-teknik baru seperti Yieldable confined core mine roof support. Inovasi
ini merupakan pengembangan dari teknik sebelumnya yaitu Self adjusting structural support US Pat No. 4,726,714 dan dipatenkan di Amerika Serikat pada 3 Mei 1994
dengan nomor paten 5,308,196. Inovasi ini berhasil meminimalkan tekuk, retak dan pecah, serta puntir pada komponen. Fungsi utama inovasi ini adalah dengan
memberikan penyangga berupa pipa baja elastomer yang diisi dengan material di dalamnya sehingga dapat memadat akibat beban di antara atap dan lantai terowongan,
baik beban arah gravitasi akibat runtuhnya atap, atau berlawanan arah gravitasi seperti reaksi tekanan lantai dan tekuk. Inovasi ini bereaksi terhadap penurunan jarak antara
lantai dan atap sehingga mengeliminasi masalah utama seperti rendahnya kapasitas
10 menahan beban, ketidaksesuaian daya sangga dan variabilitas maksimumnya, serta
range beban hingga tercapai kerusakan. Bila beban yang dialami struktur meningkat, akan terjadi peningkatan kekuatan struktur karena kerapatan material meningkat.
Inovasi ini berhasil memberikan penyangga berkekuatan tinggi tanpa memberikan lubang pada atap danatau lantai terowongan. Beberapa inovasi penyangga terowongan
dengan prinsip elastomer juga telah dipatenkan seperti Yielding Column Pub. No. US 20030194280 A1, dan US Pat. No. 6,655,877 B2, Yieldable Mine Roof Support US
Pat. No. 6,394,707 B1, Yieldable Mine Post Having a Double Ball and Socket Configuration US Pat. No. 5,538,364, Variable Yielding Mining Crib Support Column
US Pat No. 5,439,325, Yieldable Roof Support System US Pat. No. 5,400,994, dan Yieldable mine post US Pat No. 5,015,125.
Teknik cribbing yang berlisensi paten umumnya menggunakan bahan beton bertulangan baja, pipa baja terkorugasi atau pipa elastomer yang diisi dengan material
kerikil dan batu-batu kecil. Namun beberapa bentuk cribbing berbahan baku balok kayu untuk penyangga terowongan telah dipatenkan diantaranya Column Cribbing
System US Pat. No. 6,079,910. Mine Roof Support Crib Having Only Two or Three Planes, and Methods US Patent No. 6,352,392 B1 dan Pyramid Crib Blocks Pub.
No.: US20020139077 A1. Teknik cribbing kayu dapat pula digunakan untuk
penyangga struktur tahan gempa sebagaimana dipatenkan pada US Pat No. 5,083,404,
dengan judul Earthquake support for structure having bottom beams. Seluruh cribbing
kayu yang dipatenkan tersebut menggunakan balok kayu sebagai material utamanya.
B. Kayu Kelapa
Kategori