ALAT BERAT DAN KAPASITAS PRODUKSI

PENJADWALAN  PRODUKSI

Menentukan bagaimana produksi dicapai dalam kurun waktu yang telah ditentukan, sehingga semua element yang terkait dengan produksi tersebut harus di detailkan. Penjadwalan biasanya disajikan dalam bentuk tabulasi seperti contoh di bawah ini.
Tabulasi meliputi antara lain :
a. Volume produksi : komoditi dan waste
b. Volume drilling & blasting
c. Jam Kerja alat
d. Jarak angkut
Contoh Tabulasi Penjadwalan Produksi

Contoh Tabulasi Produksi

PENJADWALAN JAM KERJA (ROSTER)
a. Jam Kerja
Jam kerja sangat menentukan jumlah dan ukuran alat yang akan digunakan. Jam kerja ini dipengaruhi oleh pola shift kerja, kondisi alam, metodologi pergantian shift dan pola maintenance alat.
Dibawah contoh perhitungan jam kerja.
Perhitungan Hari Kerja

Jumlah hari setahun Dikurang hari libur  Jadwal hari Kerja Dikurang Hari Hujan*  Jumlah hari kerja (available) Jumlah shift per hari  Jumlah Shfit pertahun

365 hari 10 hari 355 hari 40 hari 315 hari 3 shift 945 shift

 
Perhitungan Jam Kerja

Jam per shift Dikurang pergantian shift  Dikurangi Istirahat makan Dikurangi traveling, blasting Jam available per shift Jadwal jam Kerja per tahun	8.0 jam 0.2 jam 0.5 jam 0.5 jam 6.8 jam 6426 jam

Contoh Tabulasi Penjadualan Jam Kerja

Tabulasi Jadwal Kerja

b. Physical Availability (PA)
Ketersediaan alat yang dapat digunakan untuk bekerja, besarnya physical availability untuk alat-alat baru  biasanya diatas 90%. Nilai ini sangat  tergantung kepada perawatan dan penyediaan suku cadang..
Contoh untuk kasus di atas, apabila untuk perawatan diperlukan 1 jam dalam 1 shift maka Availability = (5.8+1.2)/(5.8+1.2+1) = 87.5%

c. Use of Availability. (UA)
Jam kerja alat yang digunakan pada saat alat itu kondisi  tidak rusak.
Contoh untuk kasus di atas : alat efektif bekerja 5.8 jam, sedangkan waktu stand by 1.2 jam
Use of availability = 5.8/(5.8 + 1.2) x 100% =83%

d. Produksi
Produksi = skedul jam kerja x UA x PA x produktivitas
Contoh : produktivitas alat = 150 m3/jam
Produksi pershift = 8jam x 87.5% x83% x 150 m3/jam = 870bcm/shift

FORMULA
PA = (W+S)/ (W+S+R)
UA = W/(W+S)
Skedule jam kerja (SK) = W + S + R
Produktivitas (P) = Vol / W
Produksi (Q) = SK x PA x UA x P
Q = (W+S+R) x (W+S)/(W+S+R) x W/(W+S) x Vol/W

dimana :

PA = Physical availability
UA = use of availability
W = working
R = break down
Contoh : Skedul jam kerja 8 jam/ shift, kehilangan waktu 1.2 jam, perawatan 1 jam, produktivitas alat 150 bcm/jam
Jumlah produksi pershift :
=(5.8+1.2+1)x(5.8+1.2)/ (5.8+1.2+1)x5.8/(5.8+1.2)x 150 bcm/jam
= 8 x 87.5% x 83% x 150 = 870 bcm/shift
 
KARAKTERISTIK FISIK MATERIAL
Karakteristik fisik material yang akan digali baik tanah penutup maupun komoditi harus diketahui secara pasti, hal ini untuk menentukan tipe alat yang cocok untuk digunakan serta untuk memperkirakan produktivitasnya. Yang paling utama diketahui dalam pekerjaan pemindahan tanah
mekanis adalah :
a.Kemudah galian (Excavability)
Dalam penggalian tanah mekanis kemudah galian biasanya dikatagorikan kedalam : free dig, rippable dan un-rippable. ketiga kriteria ini sangat berdampak terhadap penetuan jenis dan tingkat produktivitas alat gali-muat. Untuk menentukan kriteria tersebut biasanya diketahuai dari analisa geotechnik, sehingga sebelum proses penggalian perlu dilakukan penelitian :
- Analisa log bor, menegetahui batas atara batuan asli dan lapukan
- Survey seismik untuk mengetahui kecepatan seismik dari batuan yang akan digali
- Analisa engineering meliputi : kondisi air tanah, tipe batuan, stregth, joint spacing.

b.Berat Jenis
Berat jenis batuan harus ditentukan dengan pasti, hal ini untuk memastikan agar tidak terjadi kekurangan beban dan kelebihan beban karena keduanya dapat menyebabkan kerugian. Kalau terjadi kekurangan beban produktivitas alat tidak optimum, sedangakan kelebihan muatan alat akan cepat rusak.
 
c.Swell
Apabila tanah asli digali atau diberaikan, maka terjadi perubahan volume karena adanya pengembangan, perubahan volume dari asli “bank” cubic metre (bcm)” menjadi gembur “loose cubic metre (lcm)”  disebut dengan swell. Swell sangat penting diketahui dalam pemindahan tanah meknis karena material yang dimuat dan diangkut adalah dalam bentuk terberai (loose) sedangkan kemajuan penggalian dihitung dalam kondisi tanah asli (bcm). Misal kalau swell faktor tinggi maka produktivitas alat dalam bcm akan menurun.
 

PEMILIHAN ALAT
Secara garis besar pemilihan alat ditentukan oleh :
a. Karakterisitik material (sifat fisik, kekerasan dll.)
b. Bentuk endapan, kemiringan, perlapisan
c. Tingkat produksi
d. Metoda penambangan
e. Jarak angkut, Kemiringan, dimensi jalan
f. dll 
 
ALAT PEMBERAIAN BATUAN
Metoda yang umum digunakan untuk pemberaian material overburden, bijih (ore) dan batubara adalah ripping  enggunakan bulldozer-ripper dan drilling – blasting.

a. Ripping
Ripping digunakan untuk pemberaian material sebelum dimuat oleh shovel/ Backhoe/ Loader/ Dragline ke dalam Truck atau ke alat lain. Survey seismik refraksi biasanya digunakan untuk mengindikasi kemudah galian material yang akan digali. (grafik hubungan antara kecepatan seismik batuan dengan kemapuan ripping utuk berbagai model bulldozerdapat dilihat di halaman berikut).

Faktor yang berpengaruh dalam produktivitas Ripping antara lain :
a. Dozer Power and Weight
b. Type batuan (karakteristik batuan)
c. Jumlah Ripper
d. Panjang Lintasan Ripping
e. Kedalaman Penetrasi
f. Struktur geologi (Spasi joint, sesar)
 
CONTOH PEKERJAAN RIPPING
 

Contoh kerja ripping

 

Grafik Hubungan Antara Kecepatan Seismik Batuan Dengan Kemapuan Ripping

 

 

 

Contoh Type & Ukuran BULLDOZER Produk Komatsu

Model	Kapasitas Blade (m3)	FLYWHEEL HP
D65 D85  D155 D275 D375 D475  D575	5.6  8.5  12.8 15.3 22.0 34.4 45.0	190 190 302 405 525 860 1150

b. Pemboran Produksi
Prinsip dari Metoda Pemboran adalah “ROTARY-PERCUSSION and ROTARY”
1. ROTARY PERCUSSION DRILLING
a. Top Hammer Drilling
Hammer Piston yang ditempatkan di posisi paling atas (Top) diteruskan ke Drill Bit melalui batang Bor ---> jenis ini digunakan untuk lubang diameter kecil dan dangkal dibawah 20 meter

b. Down The Hole Drilling
Piston diposisikan di bawah batang bor dan langsung memukul Bit ---> ekonomis digunakan untuk diameter  lubang sekitar 85 s/d 200 mm dan kedalaman diatas 20 meter.

2. ROTARY DRILLING
Bantuan dihancurkan dengan menggunakan roller cone bit dengan menggunakan tekanan tinggi dan putaran.
Umumnya digunakan untuk lubang yang lebih besar di atas 150 mm sampai dengan 300 mm, ekonomis digunakan s/d kedalaman 50 meter.
 

   

                   

c. Pemilihan Mesin Bor
1. Kekerasan Batuan
2. Kondisi/Lingkungan kerja
3. Kedalaman lubang
4. Tingkat Produksi

Contoh Type & Ukuran Mesin Bor Produk Tamrock

Model Mesin Drilling Tipe Rotary

Model Mesin Drilling DTH                   
ALAT GALI / MUAT (EXCAVATOR)

LOADING SHOVEL
a. Digunakan umumnya untuk material blasting
b. Diperlukan konndisi operasi terbatas (luas dan rata)
c. Dapat menangani ukuran material boulder
d. Mempunyai ukuran bucket lebih besar dibanding backhoe untuk kelas yang sama.
e. Dalam operasinal memerlukan alat tambahan bul dozer.
f. System operasional : Alat muat dan Truck diposisikan pada lantai kerja yang sama

BACK HOE
a. Mampu menggali material pada berbagai kondisi (Loading di floor, Channel, dan Roof)
b. Manuver lebih mudah
c. Dapat beroperasi dengan areal kerja lebih sempit
d. Pada Kelas yang sama, Backhoe mempunyai jangkauan gali ke atas dan ke bawah lebih besar dari pada Shovel.
e. Ukuran Bucket lebih kecil dibanding Shovel untuk ukuran mesin yang sekelas
f. System operasi : Alat muat diposisikan lebih tinggi dari alat angkut.
              
YANG PERLU DIPERHATIKAN PADA SHOVEL & BACKHOE

a. Ukuran Bucket (m3)
b. Digging Reach (m)
c. Digging Depth (m)
d. Digging Force (Kg/Newton)
e. Kecepatan Swing

Contoh Type & Ukuran SHOVEL & BACHOE Produk Komatsu

Model	Kapasitas Bucket (m3)
PC200 PC400 PC750 PC1100 PC3000 PC4000 PC5000	0.47 – 1.15 1.30 – 2.20 3.60 – 5.00 5.50 - 6.50 12.0 - 16.0 19.0 - 24.0 26.0 - 30.0

ALAT MUAT WHEEL LOADER
a. Digunakan umumnya di stocpile untuk muat ke truck, muat ke hopper, pengaturan stockpile.
b. Mobilitas dan manuver-nya sangat tinggi 
c. Memerlukan kondisi lantai kerja yang baik.
d. Kapasitas bucket tergantung density material

Contoh Type & Ukuran WHEEL LOADER Produk Komatsu

Model	Kapasitas Bucket (m3)
WA320 WA380 WA450 WA500 WA600 WA700 WA800 WA900	2.7 – 3.2 3.2 – 4.0 4.2 – 5.2 4.5 – 5.5 6.2 – 8.0 8.7 – 11.4 11 – 16 13 - 17

ALAT ANGKUT DUMP TRUCK

a. Mampu beroperasi pada ukuran Fragment yang besar
b. Memerlukan kondisi jalan yang baik untuk meningkatkan productivitas dan menurunkan operating cost
c. Terbatas dalam operasi ekonomisnya ± 4 km
d. Mobilitasnya tinggi & fleksibel

Contoh Type & Ukuran RIGID DUMP TRUCK Produk Komatsu

Model	Max. Load (ton)	Haeaped Capacity (m3)
HD325 HD465 HD785 HD1500 630E  730  830E 930E	36 55 91 150 172 186 220 290	24 34.2 60 78 103 111 147 211

ALAT TRANSPORT

TRAILER
a. Digunakan hanya untuk material lebih ringan misalnya BatuBara
b. Tepat untuk jalan datar dengan kecepatan tinggi & pengangkutan jarak jauh
c. Sesuai untuk Dumping langsung di Hopper
d. Kapasitas rangkaian : 40 – 160 ton

CONVEYOR
a. Volume tinggi, jarak jauh, unit cost rendah
b. Sulit untuk dipindah-pindahkan
c. Memerlukan ongkos investasi yang tinggi
d. Dapat menghandle material dengan grade sampai dengan 40%
e. Lebih aman dibanding dengan Truck
f. Dampak Polusi Lingkungan lebih rendah
g. Umur pakai minimum 5 tahun

HAUL ROAD MAINTENANCE
GRADER
a. Perbaikan jalan/meratakan jalan secara terus menerus untuk mengurangi Rolling Resistance.
b. Frekuensi perataan/grading tergantung pada standar konstruksi dan kepadatan lalu lintas serta beban kendaraan.
Fungsi lain :
a. Pemeliharaan drainase
b. Scarifier

Contoh Type & Ukuran MOTOR GRADER Produk Komatsu

Model	Panjang Blade (m)	Flywheel HP
GD510 GD623 GD750 GD825	3.71 3.71 4.32 4.88	125 155 225 280

COMPACTOR
Penimbunan jalan kadang diperlukan untuk menambah daya dukung tanah, bisa berupa tanah atau perkerasan. Material Timbunan ini harus dipadatkan agar daya dukung meningkat sesuai dengan desain. Tanpa pemadatan, usaha tsb akan sia-sia.
Tipe Compactor berdasarkan cara kerja:
1. Static
2. Vibrating
Tipe Compactor berdasar media pemadatnya
1. Tyre
2. Steel drum, terdiri dari :
a. Padfoot/Sheepfoot (tipe material : Clay / Silt)
b. Smooth (tipe material : Granular atau Clay/silt)                    
                   
WATER SPRAYING
Digunakan untuk menjaga permukaan jalan tetap lembab (tidak basah), sehingga mengurangi adanya debu, mengurangi gangguan jarak pandang dan memelihara permukaan jalan agar tetap padat.
Jumlah keperluan air tergantung pada :
a. Type material permukaan jalan
b. Kelembaban alami
c. Curah Hujan
d. Penguapan
e. Kepadatan lalu lintas
Jumlah Water Sprayer Truck dihitung berdasarkan cycle time truck, pengisian tank dan pompa penyemprotan.              
       
PERHITUNGAN PRODUKTIVITAS ALAT
ALAT GALI / MUAT (EXCAVATOR)
A. FAKTOR-FAKTOR YANG BERPENGARUH TERHADAP PRODUKTIVITAS ALAT MUAT
1. Kapasitas Bucket
Kapasitas bucket ditentukan oleh ukuran bucket, swell material dan aktual volume muatan dari bucket tersebut.
a. Kapasitas bucket (q) biasanya dinyatakan dalam vulume m3 heaped atau struck.
b. Swell (SF), perubahan volume dari solid atau bank (bcm) menjadi loose (lcm)
c. Faktor pengisian/ fill factor (k) menyatakan volume bucket yang dapat digunakan dibanding dengan volume (dimensi aslinya)

2. Klasifikasi Penggalian (Digging)
Digging dapat diklasifikasi kedalam tiga kelompok :
a. Easy digging, misal material yang lepas dengan ukuran kecil dan seragam atau tanah pucuk
b. Medium digging, misal material dapat digali langsung dari kondisi asli seperti sub soil.
c. Hard digging, misal material hasil blasting dengan ukuran tidak seragam.      
       
       
       
3. Cycle Time
Cycle time alat loading terdiri dari komponen :
a. Loading
b. Swing muatan
c. Dump
d. Swing kosongan  

Note : cycle time tipe track loader utk kapasitas (2 – 22 m3) berkisar antar 24 s/d 32 detik per cycle

Faktor yang berpengaruh terhadap cycle time meliputi :
a. Ukuran Alat (makin besar makin lambat)
b. Kemudakhan gali
c. Kondisi lantai kerja
d. Kemudahan manuver
e. Skill dari operator.

B. FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI PRODUKTIVITAS ALAT ANGKUT

1. Tahanan Gulir (Rolling Resistance)
Adalah jumlah segala gaya-gaya luar yang berlawanan dengan arah gerak kendaraan yang berjalan diatas permukaan jalan.

2. Tahanan Kemiringan (Grade Resistance)
Besarnya gaya berat yang melawan atau yang membantu gerak kendaraan karena kemiringan jalur jalan yang dilewati

3. Koefisien Traksi (Traction  Coefisien)
Suatu faktor yang menunjukan besarnya traksi antara permukaan ban atau track dengan jalan yang dapat digunakan untuk menarik/ mendorong.

4. Rimpull
Adalah besarnya kekuatan tarik (pulling force) yang dapat diberikan oleh mesin kepada permukaan roda atau ban penggeraknya yang menyentuh permukaan jalur jalan.
       
                  
      
c. Contoh Perhitungan Produksi & Kapasitas BULDOZER
Taksiran Produktivitas Ripping dg Grafik
Produksi Aktual = Grafik x effisiensi kerja
a. good         = 0.75  (45 min/jam)
b. Average     = 0.58 ( 35 min/jam)
c. Rather        = 0.5 ( 30 min/jam)
d. Poor        = 0.4 (25 min/jam)



Taksiran Produktivitas Dozing & Spreading       
        
       
       
c. Contoh Perhitungan Produksi & Kapasitas Pemboran       
                           

d. Contoh Perhitungan Produksi & Kapasitas Alat Muat
Formula Alat Muat
Q = q x k x 60/cm x E
Q = Produktivitas per jam
q = Kapasitas bucket
k = faktor pengisian
cm  = cycle time bucket
E = efisiensi kerja

(Kapasitas Loader = 20 m3 dan Swell Factor = 1.35)
Loader Capacity  (q)    : 20/1,35 = 14,8 Bcm
Bucket Fill Factor (qxk): 14,8 x 0,95 = 14,05 Bcm
Cycle Time     (cm)    : 0,5 minute
Cycle/Hour     (60/cm)    : 60/0,5 = 120
Efficiency Factor (E)    : 83 %
Produksi per jam (Q)    : 0,83 x 120 x 14,05 = 1.400  Bcm/jam

(Backhoe Kapasitas = 10 m3 dan Swell Factor = 1.2)
Loader Capacity  (q)    : 10/1,2 = 8,3 Bcm
Bucket Fill Factor (qxk): 8,3 x 0,95 = 7,8 Bcm
Cycle Time     (cm)    : 0,5 menit
Cycle/Hour     (60/cm)    : 60/0,5 = 120
Efficiency factor (k)    : 83%
Produksi per jam(Q)    : 83% x 120 x  7,8 = 776 Bcm/jam

(Backhoe Kapasitas = 2 m3 dan Swell Factor = 1.35)
Loader Capacity  (q)    : 2/1,35 = 1.48 Bcm
Bucket Fill Factor (qxk): 1,48 x 0,95 = 1,4 Bcm
Cycle Time     (cm)    : 0,4 menit
Cycle/Hour     (60/cm)    : 60/0,4 = 150
Efficiency factor (k)    : 83%
Produksi per jam (Q): 83% x 150 x  1.4 = 174 Bcm/jam

e. Contoh Perhitungan Produksi & Kapasitas Alat Angkut
ALAT ANGKUT
Q = C x 60/cm x E
C = n x q x k
Q = Produktivitas per jam
n = Rate capacity of truck/(q x k x loose density)
cm = load time + Travel T + Spot Time
q = Kapasitas bucket
k = faktor pengisian
cm  = cycle time bucket
E = efisiensi kerja

Berikut produktivitas Truck dengan asumsi  sebagai berikut :
Kondisi Lapangan
a. Jalan :
- Terpelihara (Rr<3%)
- 500 m untuk 10% grade
- 4,5 Km untuk 0% grade
b. Material    : Batu Pasir (Blast Material)
c. Swell    : 1,6
d. Density     : 2,4 t/Bcm
e. Speed     : 40 Km/jam

Spesifikasi Alat Muat
Bucket Capacity (q)    : 20/1,6 = 12,5 Bcm
Kapasitas Truck     : 75 m3; heaped 2 : 1
Bucket Fill (k)    : 0.95 x 12,5 = 11.8 bcm
Cycle Time (cm)    : 0,5 menit
Cycle per Hour (60/cm)    : 60/0,5 = 120

Specifikasi Alat angkut
Type     : Rigid Body Rear Dump
Kapasitas    : 75 m3; heaped 2 : 1
Rated Load    : 125 Tonne
Empty Weight     : 45 Tonne
Shovel Capacity : 20 m3

Perhitungan Cycle Shovel
Kapasitas Truck : 75/1,6 = 47 Bcm
Jumlah Passes (n) : 47/11.8 = 3.9 (dibulatkan = 4)
Waktu muat : 4 x 0,5 = 2,0 menit
Muatan Truck (nxqxkxsg)    : 4 x11.8 * 2,4 = 113 Tonne

Perhitungan Waktu Angkut


Cycle Time
Haul    : 15,6 menit
Loading    : 2,0 menit
Dumping    : 0,5 menit
Spot    : 0,5  menit
TOTAL    : 19.6  menit

Truck Productivity
Q = C x 60/cm x E
= 113 x 60/19.6 x 0.83
= 337.9 ton/jam
= 337.9 ton/jam : 2.4 ton/bcm =140bcm/jam

f. Contoh Perhitungan Produksi & Kapasitas Grader
PRODUKTIVITAS :
Qa = V x (Le – Lo) x 1000 x E
Qa     = Produktivitas (m2/jam)      
V     = Kecepatan (km/jam)
Le     = Lebar efektif  Blade  
E     = Job Efisiensi
Lo     = Lebar overlap Blade (m)



f. Contoh Perhitungan Produksi & Kapasitas Compactor
PRODUKTIVITAS :
Qa = (W x V x H x 1000 x E) / N

Qa     = Produktivitas (m2/jam)  
V     = Kecepatan (km/jam)
W     = Lebar efektif. Kompaksi (m)  
H     = Tebal Lapisan yg Dipadatkan (m)
N     = Jumlah Lintasan  
E     = Job Efisiensi