Produksi batubara dari tambang terbuka di Indonesia terus meningkat hingga
mencapai 10% dari 234 juta ton (2007) hingga 244 juta ton (2009). Peningkatan
ini membawa dampak pada perubahan desain tambang. Untuk itu perlu dilakukan
suatu penelitian yang dapat mendukung perubahan desain tambang khususnya
pada penilaian kondisi stabilitas lereng tunggal massa batuan di tambang terbuka
batubara. Lokasi penelitian ini di tambang batubara PT. Adaro Indonesia dan
secara umum tersusun oleh batuan sedimen lunak. Indonesia terletak di daerah
tropik dengan dua iklim. Dengan demikian, hasil penelitian ini akan cocok
diterapkan untuk batuan lunak di daerah beriklim tropik di daerah penambangan
batubara.
Penelitian yang dilakukan meliputi pengujian laboratorium, karakterisasi massa
batuan dan uji geser blok besar. Penelitian uji geser blok besar bertujuan untuk
mengetahui pengaruh skala kekuatan geser batuan. Adapun contoh batuan terdiri
dari contoh batupasir halus dan batupasir kasar berukuran 25 x 25 cm, 50 x 50 cm,
75 x 75 cm dan 100 x 100 cm dan contoh batulumpur berukuran 25 x 25 cm dan
50 x 50 cm. Pada penelitian ini ada tahapan pembuatan alat uji geser blok besar
sebagai peralatan uji dan modifikasi alat uji rayapan geser untuk contoh batuan
ukuran 25 x 25 cm.
Salah satu cara yang paling mudah untuk meningkatkan produksi batubara adalah
melakukan perubahan desain tambang dengan memperkecil nisbah pengupasan
yaitu membuat lereng tambang baik lereng tunggal maupun lereng keseluruhan
setinggi dan setegak mungkin. Kondisi lereng seperti ini akan menjadi efisien dan
efektif untuk penambangan. Akan tetapi perubahan geometri lereng tersebut tidak
serta merta dapat segera diwujudkan tanpa mengetahui dengan pasti kekuatan
massa batuan untuk menghitung faktor keamanan. Untuk itu perlu sebuah metode
perhitungan stabilitas lereng yang dapat menentukan faktor keamanan lereng
dengan kriteria mudah, cepat dan tepat.
Hasil penelitian ini adalah sebuah metode untuk menentukan kondisi stabilitas
lereng berdasarkan karakterisasi batuan di tambang terbuka batubara. Metode ini
dikembangkan dari hasil pengujian laboratorium, karakterisasi massa batuan daniii
uji geser blok besar. Selain metode penentuan stabilitas lereng juga diperoleh
hasil-hasil penelitian yaitu fungsi empirik antara frekuensi bidang kekar terhadap
jarak kekar adalah fungsi eksponensial negatif sehingga persamaan Priest &
Hudson (1976) berlaku untuk penentuan RQD sebagai alternatif menghitung
RQD dari inti bor, fungsi empirik penentuan kuat tekan batuan di lapangan antara
kuat tekan batuan (UCS) dan Schmidt Hammer Rebound (R) sebagai alternatif
menggantikan penentuan kuat tekan dengan indek kekuatan, fungsi empirik
penentuan GSI terhadap RMR mengkoreksi persamaan Hoek & Brown,
penentuan kekuatan geser jangka panjang dengan pendekatan perilaku viskoelastik lebih sesuai diterapkan dengan besarnya penurunan kekuatan terhadap
hasil uji geser standard antara 57% - 61%. Berdasarkan hasil uji geser blok besar
menunjukkan bahwa pengaruh skala berlaku pada kohesi di batuan sedimen akan
tetapi pada sudut gesek dalam tidak, batasan ukuran maksimum contoh yang
masih dipengaruhi oleh pengaruh skala sebesar 70 cm. Besarnya penurunan
kohesi akibat pengaruh skala antara 63% - 68% dari kohesi uji geser berukuran
standard pengujian laboratorium.
Untuk memperoleh grafik stabilitas lereng dengan menghubungkan parameter
hasil uji, karakterisasi massa batuan dan uji geser blok besar dengan
menggunakan metode analisis dimensi. Hasilnya adalah hubungan produk tak
berdimensi parameter sc, h, g, RMR, c dan f yang selanjutnya dikembangkan
hingga memperoleh grafik penentuan kohesi massa batuan berdasarkan RMR dan
kuat tekan uniaksial (UCS), grafik penentuan sudut gesek dalam massa batuan
berdasarkan RMR, dan grafik penentuan stabilitas lereng tunggal berdasarkan
RMR.
Semua hasil penelitian tersebut diatas adalah upaya untuk menilai kondisi
stabilitas lereng tunggal massa batuan di tambang terbuka batubara yang praktis
digunakan dan tepat hasilnya.