Sifat Fisik Batuan Dan Hubungan Mekanika
Tugas Mekanika Batuan
Tawakkal Mursyid
09320140157
Sifat Fisik Batuan Dan Hubungan
Mekanika Batuan Terhadap Dunia
Pertambangan
Pendahuluan
Sifat-sifat batuan dikelompokkan
menjadi:
1. Sifat Fisik Batuan
2. Sifat Mekanik Batuan
Kedua sifat dari batuan dapat
ditentukan melalui pengujian di
laboratorium maupun pengujian di
lapangan (in situ)
Penentuan sifat fisik batuan merupakan uji
tanpa merusak (non destructive test)
Penentuan sifat mekanik batuan merupakan
uji dengan merusak sampel batuan
(destruktif test)
Sifat Fisik Batuan
Kekerasan
Kekerasan adalah tahanan dari suatu
bidang permukaan halus terhadap suatu
abrasi. Kekerasan batuan dipakai untuk
mengukur sifat-sifat teknis dari mineral
batuan dan dapat juga dipakai untuk
menyatakan berapa besarnya tegangan
yang
diperlukan
untuk
menyebabkan
kerusakan pada batuan.
Kekuatan
Kekuatan mekanik batuan adalah sifat kekuatan atau
ketahanan terhadap gaya luar, kekuatan batuan
tergantung pada komposisi mineralnya. Diantara
mineral-mineral yang terkandung di dalam batuan,
kuarsa adalah mineral terkompak dengan kuat tekan
mencapai lebih 500 MPa. Biasanya semakin tinggi
kandungan mineral kuarsa dalam batuan maka
semakin tinggi kekuatan batuan tersebut. Kekerasan
dan kekuatan batuan diklasifikasikan dengan skala
Fredrich Van Mohs (1882)
Skala Mohs
Sifat Fisik Batuan
Elastisitas
Sifat elastisitas batuan dinyatakan dengan modulus elastisitas
atau modulus Young (E), dan nisbah Poisson (υ). Modulus
elastisitas merupakan factor kesebandingan antara tegangan
normal dengan regangan relatifnya, sedangkan nisbah
Poisson merupakan kesebandingan antara regangan lateral
dengan regangan aksial. Modulus elastisitas sangat
tergantung pada komposisi mineralnya, porositas, jenis
perpindahan, dan besarnya beban yang diterapkan. Nilai
modulus elastisitas untuk batuan sedimen sangat rendah, hal
ini disebabkan komposisi mineral dan teksturnya, seperti
modulus elastisitas pada arah sejajar bidang perlapisan selalu
lebih besar dibandingkan dengan arah pada tegak lurus.
Sifat Fisik Batuan
Plastisitas
Plastisitas batuan merupakan perilaku batuan yang menyebabkan
deformasi tetap setelah tegangan dikembalikan ke kondisi awal, dimana
batuan tersebut belum hancur. Atau bisa juga di definisikan sebagai adalah
karakteristik batuan untuk menahan regangan yang melebihi kekuatannya
sebelum batuan tersebut hancur. Sifat plastic tergantung pada komposisi
mineral penyusun batuan dan dipengaruhi oleh adanya pertambahan
kuarsa, feldspar dan mineral lain. Lempung lembab dan beberapa batuan
homogen mempunyai sifat plastik.
Sifat Fisik Batuan
Abrasivitas
Abrasivitas adalah sifat batuan untuk
menggores permukaan material lain, ini
merupakan
suatu
parameter
yang
mempengaruhi keausan (umur) mata bor
dan batang bor. Kandungan kuarsa dari
batuan biasanya dianggap sebagai petunjuk
yang dapat dipercaya untuk mengukur
keausan mata bor
Faktor yang berpengaruh terhadap
abrasivitas batuan adalah :
Kekerasan butir batuan, batuan dengan keberadaan butiran kuarsa
mempunyai tingkat abrasivitas yang tinggi.
Bentuk butir, bila bentuk butir tersebut tidak teratur lebih abrasiv
dibandingkan dengan yang berbentuk bulat.
Ukuran butir
Porositas batuan
Ketidaksamaan, batuan polimineral sekalipun mempunyai kekerasan sama
akan lebih abrasif karena meninggalkan permukaan yang kasar.
Sifat Fisik Batuan
Tekstur
menunjukan hubungan antara mineral
penyusun batuan yang dapat menceritakan
proses
genesanya,
tekstur
dapat
diklasifikasikan berdasarkan sifat porositas,
ikatan antar butir, densitas dan ukuran
butir.
Sifat Fisik Batuan
Karakteristik Pecahan
Karakteristik
pecahan
(breaking
characteristics) dapat digambarkan seperti
perilaku batuan ketika dipukul. Tiap – tiap
tipe batuan mempunyai karakteristik pecah
yang berbeda dan ini berhubungan dengan
tekstur, komposisi mineral dan struktur.
Sifat Fisik Batuan
Porositas
Porositas adalah ukuran dari ruang
kosong di antara material, dan merupakan
fraksi dari volume ruang kosong terhadap
total volume, yang bernilai antara 0 dan 1,
atau sebagai persentase antara 0-100%.
Porositas
ialah
perbandingan
seluruh
volume pori yang berhubungan dengan
volume total batuan.
Sifat Fisik Batuan
Permeabilitas
Adalah kemampuan suatu batuan untuk meloloskan
suatu fluida/cairan yang melaluinya
Berat jenis
Derajat kejenuhan
Kadar air
Mekanika batuan menurut
ahli:
Menurut “Us National Commite On Rock Mechanics”.
Mekanika batuan adalah ilmu pengetahuan yang mempelajari tentang perilaku
(behaviour) batuan baik secara teoritis maupun terapan yang merupakan cabang
dari jumlah mekanika yang berkenaan dengan setiap batuan terhadap medanmedan gaya pada lingkungannya.
• Menurut “Tablore”.
Mekanika batuan adalah sebuah teknik yang juga sebuah sains yang tujuannya
adalah mempelajari perilaku batuan ditempat asalnya untuk dapat mengendalikan
pekerjaan-pekerjaan yang dibuat pada batuan tersebut.
• Menurut “Coates”.
Mekanika batuan adalah ilmu yang mempelajari efek dari gaya atau tekanan pada
sebuah benda.
• Menurut “Umum”.
Mekanika batuan adalah ilmu yang mempelajari sifat dan perilaku batuan bila
dikenakan gaya atau tekanan.
Bagaimana Ciri-Ciri Mekanika Batuan Bekerja
Pada Sebuah Batuan?
Didalam ukuran besar, solid dan massa batuan yang kuat atau
keras, maka batuan dianggap kontiniu. Bagaimanapun juga
karena keadaan alamiah dan lingkungan geologi, maka batuan
tidak kontiniu (diskontiniu) karena adanya kekar, fissure,
schistoty, crack, cavities dan diskontinuitas lainnya. Untuk
kondisi tertentu, dapat dikatakan bahwa mekanika batuan
adalah mekanika diskontiniu atau mekanika dari struktur
batuan.
Bagaimana Sifat Batuan Yang Sebenarnya Di
Alam Sebelum Dilakukan Kegiatan
Sifat batuan yang sebenarnya di alam sebelum dilakukan kegiatan penambangan
Penambangan?
antara lain:
Heterogen
a) Jenis mineral pembentuk batuan yang berbeda.
b) Ukuran dan bentuk partikel atau butir berbeda di dalam batuan.
c) Ukuran, bentuk dan penyebaran void berbeda di dalam batuan.
Diskontiniu
Massa batuan di alam tidak kontiniu (diskontiniu) karena adanya bidang-bidang
lemah (crack, joint, fault, fissure) dimana kekerapan, perluasan dan orientasi dari
bidang-bidang lemah tersebut tidak kontiniu.
Anisotrope
Karena sifat batuan yang heterogen, diskontiniu, anisotrope uk dapat menghitung
secara matematis sebuah lubang bukaan yang disekitarnya terdiri dari batuan, yang
mempunyai sifat homogen, kontiniu dan isotrop.
faktor-faktor penyebab tekanan batuan antara
lain :
• Berat batuan itu sendiri, merupakan perkalian bobot isi batuan denga kedalaman
letaknya dari permukaan bumi.
• Tegangan pada batuan di bawah permukaan yang terjadi apabila disekitar
batuan terdapat gejala geologi seperti perlipatan da patahan. Dengan dibukanya
lubang bukaan maka akan terjadi pelepasan energi secara tiba-tiba.
• Absorbsi air. Batuan yang sifatnya menyerap air akan lebih mudah terintegrasi
kekuatannya karena cenderung mengalami tingkat pelapukan dan swelling yang
tinggi. Pada lubang bukaan, kuat tarik terdistribusi di bagian atap dan lantai
sedangkan kuat tekan di dinding terowongan.
Bagaimana Aplikasi Mekanika Batuan Di
Dalam Dunia Pertambangan?
Semua bahan galian yang di tambang baik itu ditambang secara tambang terbuka
ataupun tambang bawah tanah, sangat berhubungan dengan batuan. Karena semua
bahan-bahan galian tersebut menempel ataupun berada didalam batuan itu sendiri.
Oleh karena itu diperlukan suatu cara, teknik, bagaimana cara memisahkan bahan
galian tersebut dari batuan-batuan yang tidak bermamfaat. Karena batuan mimiliki
sifat-sifat yang berbeda pada tiap jenis batuannya, diskontiniu dan anisotrope,
maka dalam hal ini dibutuhkan suatu teknik yaitu mekanika batuan. Telah
dijelaskan sebelumnya pengertian mekanika batuan, dimana fungsi dari pada
mekanika batuan tersebut adalah mempelajari bagaimana sifat, cara dan teknik agar
proses kegiatan penambangan tidak terganggu.
Referensi
http://fardensaragih.blogspot.co.id/2012/03/mekanika-batuan-da
lam-pertambangan.html
www.wikipedia.com
http://mekanikabatuan.blogspot.co.id/2011/05/batubara.html
http://afanmining10.blogspot.co.id/2014/03/sifat-fisik-batuan.html
Terima Kasih
Tawakkal Mursyid
09320140157
Sifat Fisik Batuan Dan Hubungan
Mekanika Batuan Terhadap Dunia
Pertambangan
Pendahuluan
Sifat-sifat batuan dikelompokkan
menjadi:
1. Sifat Fisik Batuan
2. Sifat Mekanik Batuan
Kedua sifat dari batuan dapat
ditentukan melalui pengujian di
laboratorium maupun pengujian di
lapangan (in situ)
Penentuan sifat fisik batuan merupakan uji
tanpa merusak (non destructive test)
Penentuan sifat mekanik batuan merupakan
uji dengan merusak sampel batuan
(destruktif test)
Sifat Fisik Batuan
Kekerasan
Kekerasan adalah tahanan dari suatu
bidang permukaan halus terhadap suatu
abrasi. Kekerasan batuan dipakai untuk
mengukur sifat-sifat teknis dari mineral
batuan dan dapat juga dipakai untuk
menyatakan berapa besarnya tegangan
yang
diperlukan
untuk
menyebabkan
kerusakan pada batuan.
Kekuatan
Kekuatan mekanik batuan adalah sifat kekuatan atau
ketahanan terhadap gaya luar, kekuatan batuan
tergantung pada komposisi mineralnya. Diantara
mineral-mineral yang terkandung di dalam batuan,
kuarsa adalah mineral terkompak dengan kuat tekan
mencapai lebih 500 MPa. Biasanya semakin tinggi
kandungan mineral kuarsa dalam batuan maka
semakin tinggi kekuatan batuan tersebut. Kekerasan
dan kekuatan batuan diklasifikasikan dengan skala
Fredrich Van Mohs (1882)
Skala Mohs
Sifat Fisik Batuan
Elastisitas
Sifat elastisitas batuan dinyatakan dengan modulus elastisitas
atau modulus Young (E), dan nisbah Poisson (υ). Modulus
elastisitas merupakan factor kesebandingan antara tegangan
normal dengan regangan relatifnya, sedangkan nisbah
Poisson merupakan kesebandingan antara regangan lateral
dengan regangan aksial. Modulus elastisitas sangat
tergantung pada komposisi mineralnya, porositas, jenis
perpindahan, dan besarnya beban yang diterapkan. Nilai
modulus elastisitas untuk batuan sedimen sangat rendah, hal
ini disebabkan komposisi mineral dan teksturnya, seperti
modulus elastisitas pada arah sejajar bidang perlapisan selalu
lebih besar dibandingkan dengan arah pada tegak lurus.
Sifat Fisik Batuan
Plastisitas
Plastisitas batuan merupakan perilaku batuan yang menyebabkan
deformasi tetap setelah tegangan dikembalikan ke kondisi awal, dimana
batuan tersebut belum hancur. Atau bisa juga di definisikan sebagai adalah
karakteristik batuan untuk menahan regangan yang melebihi kekuatannya
sebelum batuan tersebut hancur. Sifat plastic tergantung pada komposisi
mineral penyusun batuan dan dipengaruhi oleh adanya pertambahan
kuarsa, feldspar dan mineral lain. Lempung lembab dan beberapa batuan
homogen mempunyai sifat plastik.
Sifat Fisik Batuan
Abrasivitas
Abrasivitas adalah sifat batuan untuk
menggores permukaan material lain, ini
merupakan
suatu
parameter
yang
mempengaruhi keausan (umur) mata bor
dan batang bor. Kandungan kuarsa dari
batuan biasanya dianggap sebagai petunjuk
yang dapat dipercaya untuk mengukur
keausan mata bor
Faktor yang berpengaruh terhadap
abrasivitas batuan adalah :
Kekerasan butir batuan, batuan dengan keberadaan butiran kuarsa
mempunyai tingkat abrasivitas yang tinggi.
Bentuk butir, bila bentuk butir tersebut tidak teratur lebih abrasiv
dibandingkan dengan yang berbentuk bulat.
Ukuran butir
Porositas batuan
Ketidaksamaan, batuan polimineral sekalipun mempunyai kekerasan sama
akan lebih abrasif karena meninggalkan permukaan yang kasar.
Sifat Fisik Batuan
Tekstur
menunjukan hubungan antara mineral
penyusun batuan yang dapat menceritakan
proses
genesanya,
tekstur
dapat
diklasifikasikan berdasarkan sifat porositas,
ikatan antar butir, densitas dan ukuran
butir.
Sifat Fisik Batuan
Karakteristik Pecahan
Karakteristik
pecahan
(breaking
characteristics) dapat digambarkan seperti
perilaku batuan ketika dipukul. Tiap – tiap
tipe batuan mempunyai karakteristik pecah
yang berbeda dan ini berhubungan dengan
tekstur, komposisi mineral dan struktur.
Sifat Fisik Batuan
Porositas
Porositas adalah ukuran dari ruang
kosong di antara material, dan merupakan
fraksi dari volume ruang kosong terhadap
total volume, yang bernilai antara 0 dan 1,
atau sebagai persentase antara 0-100%.
Porositas
ialah
perbandingan
seluruh
volume pori yang berhubungan dengan
volume total batuan.
Sifat Fisik Batuan
Permeabilitas
Adalah kemampuan suatu batuan untuk meloloskan
suatu fluida/cairan yang melaluinya
Berat jenis
Derajat kejenuhan
Kadar air
Mekanika batuan menurut
ahli:
Menurut “Us National Commite On Rock Mechanics”.
Mekanika batuan adalah ilmu pengetahuan yang mempelajari tentang perilaku
(behaviour) batuan baik secara teoritis maupun terapan yang merupakan cabang
dari jumlah mekanika yang berkenaan dengan setiap batuan terhadap medanmedan gaya pada lingkungannya.
• Menurut “Tablore”.
Mekanika batuan adalah sebuah teknik yang juga sebuah sains yang tujuannya
adalah mempelajari perilaku batuan ditempat asalnya untuk dapat mengendalikan
pekerjaan-pekerjaan yang dibuat pada batuan tersebut.
• Menurut “Coates”.
Mekanika batuan adalah ilmu yang mempelajari efek dari gaya atau tekanan pada
sebuah benda.
• Menurut “Umum”.
Mekanika batuan adalah ilmu yang mempelajari sifat dan perilaku batuan bila
dikenakan gaya atau tekanan.
Bagaimana Ciri-Ciri Mekanika Batuan Bekerja
Pada Sebuah Batuan?
Didalam ukuran besar, solid dan massa batuan yang kuat atau
keras, maka batuan dianggap kontiniu. Bagaimanapun juga
karena keadaan alamiah dan lingkungan geologi, maka batuan
tidak kontiniu (diskontiniu) karena adanya kekar, fissure,
schistoty, crack, cavities dan diskontinuitas lainnya. Untuk
kondisi tertentu, dapat dikatakan bahwa mekanika batuan
adalah mekanika diskontiniu atau mekanika dari struktur
batuan.
Bagaimana Sifat Batuan Yang Sebenarnya Di
Alam Sebelum Dilakukan Kegiatan
Sifat batuan yang sebenarnya di alam sebelum dilakukan kegiatan penambangan
Penambangan?
antara lain:
Heterogen
a) Jenis mineral pembentuk batuan yang berbeda.
b) Ukuran dan bentuk partikel atau butir berbeda di dalam batuan.
c) Ukuran, bentuk dan penyebaran void berbeda di dalam batuan.
Diskontiniu
Massa batuan di alam tidak kontiniu (diskontiniu) karena adanya bidang-bidang
lemah (crack, joint, fault, fissure) dimana kekerapan, perluasan dan orientasi dari
bidang-bidang lemah tersebut tidak kontiniu.
Anisotrope
Karena sifat batuan yang heterogen, diskontiniu, anisotrope uk dapat menghitung
secara matematis sebuah lubang bukaan yang disekitarnya terdiri dari batuan, yang
mempunyai sifat homogen, kontiniu dan isotrop.
faktor-faktor penyebab tekanan batuan antara
lain :
• Berat batuan itu sendiri, merupakan perkalian bobot isi batuan denga kedalaman
letaknya dari permukaan bumi.
• Tegangan pada batuan di bawah permukaan yang terjadi apabila disekitar
batuan terdapat gejala geologi seperti perlipatan da patahan. Dengan dibukanya
lubang bukaan maka akan terjadi pelepasan energi secara tiba-tiba.
• Absorbsi air. Batuan yang sifatnya menyerap air akan lebih mudah terintegrasi
kekuatannya karena cenderung mengalami tingkat pelapukan dan swelling yang
tinggi. Pada lubang bukaan, kuat tarik terdistribusi di bagian atap dan lantai
sedangkan kuat tekan di dinding terowongan.
Bagaimana Aplikasi Mekanika Batuan Di
Dalam Dunia Pertambangan?
Semua bahan galian yang di tambang baik itu ditambang secara tambang terbuka
ataupun tambang bawah tanah, sangat berhubungan dengan batuan. Karena semua
bahan-bahan galian tersebut menempel ataupun berada didalam batuan itu sendiri.
Oleh karena itu diperlukan suatu cara, teknik, bagaimana cara memisahkan bahan
galian tersebut dari batuan-batuan yang tidak bermamfaat. Karena batuan mimiliki
sifat-sifat yang berbeda pada tiap jenis batuannya, diskontiniu dan anisotrope,
maka dalam hal ini dibutuhkan suatu teknik yaitu mekanika batuan. Telah
dijelaskan sebelumnya pengertian mekanika batuan, dimana fungsi dari pada
mekanika batuan tersebut adalah mempelajari bagaimana sifat, cara dan teknik agar
proses kegiatan penambangan tidak terganggu.
Referensi
http://fardensaragih.blogspot.co.id/2012/03/mekanika-batuan-da
lam-pertambangan.html
www.wikipedia.com
http://mekanikabatuan.blogspot.co.id/2011/05/batubara.html
http://afanmining10.blogspot.co.id/2014/03/sifat-fisik-batuan.html
Terima Kasih