Perpustakaan Digital ITB

Penerapan metode block caving dalam 20 tahun terakhir semakin popular dan meluas cakupannya pada massa batuan kuat. Di Indonesia juga terdapat sejumlah potensi endapan porfiri yang prospektif untuk penerapan metode block caving, yaitu: Onto di Pulau Sumbawa, Tambulilato di Pulau Sulawesi, Tumpangpitu dan Randu Kuning di Pulau Jawa. Sebagai persiapan untuk menunjang tahap ekplorasi dan operasi produksi di masa depan, penguasaan metode kuantifikasi massa batuan di sekitar tambang yang menggunakan metode block caving menjadi krusial. Dimensi bukaan yang relatif besar, terletak jauh di permukaan, dan sifat batuan yang keras, menjadikan tantangan penambangan metode block caving semakin menantang sehingga diperlukan metode pemantauan yang handal untuk pengendalian bahaya gempa dan rockburst. Sampai saat ini, monitoring mikroseismik telah digunakan untuk analisis hiposenter dan klaster gempa di tambang bawah tanah. Akan tetapi, pemanfaatan data geofisika dari gempa yang terjadi di sekitar cave untuk informasi evolusi kondisi massa batuan masih sangat terbatas. Penelitian ini bertujuan untuk menguantifikasi tingkat kerusakan massa batuan pada mekanisme propagasi cave berdasarkan pengukuran kecepatan gelombang ultrasonik batuan terkekarkan di laboratorium, tomografi kecepatan gelombang seismik di lapangan, dan pemodelan numerik tegangan-regangan. Studi dilakukan di cave DMLZ, cave terdalam (terletak sekitar 1700 m di bawah permukaan) di site PT Freeport Indonesia, Papua. Massa batuan di DMLZ didominasi oleh batuan karbonatan (batugamping dan marmer) yang ditembus oleh intrusi Diorit dan membentuk endapan Skarn. Sampel inti bor dari site dipotongpotong, kemudian potongan-potongan sampel diatur untuk berbagai konfigurasi kerapatan kekar. Pengukuran kecepatan gelombang primer dan sekunder (Vp dan Vs) di laboratorium menggunakan alat ukur gelombang ultrasonic Panasonic Oyo 2.0 telah dilakukan. Sekitar 409 data hasil pengukuran memberikan persamaan empiris yang menyatakan hubungan antara frekuensi kekar (FF) dengan kecepatan gelombang, yaitu ???????????? ???????????? = e-0.016FF dan ???????????? ???????????? = e-0.056FF. Vpj dan Vsj menyatakan kecepatan gelombang sampel terkekarkan serta Vp0 dan Vs0 menyatakan kecepatan gelombang sampel batuan utuh. Persamaan ini kemudian digunakan untuk kuantifikasi kualitas massa batuan pada mekanisme caving. Tomografi 4D kecepatan gelombang seismik selama 57 hari menunjukkan bahwa menjelang caving terbentuk zona kecepatan rendah dengan Vp 4.5 km/s, yang berarti massa batuan mengalami peningkatan kerapatan kekar hingga 16 kekar/meter atau setara dengan RQD 50.41% (Fair Rock). Perburukan atau kerusakan massa batuan terjadi secara cepat akibat pertumbuhan kekar yang ditunjukkan oleh penurunan gelombang. Dua minggu sebelum caving, di zona kecepatan rendah terjadi tingkat kerusakan massa batuan (D) sekitar 0.74, 0.5, dan 0.67 berturut-turut berdasarkan parameter Vp, Vs, dan modulus deformasi massa massa batuan (Erm). Zona kecepatan rendah dipertimbangkan sebagai zone of loosening yang diberi perlakuan modifikasi propertis massa batuan pada pemodelan numerik teganganregangan- perpindahan. Distribusi perpindahan hasil pemodelan cukup valid karena sesuai dengan perubahan bentuk cave menurut data Time Domain Reflectometer (TDR). Metode modifikasi model kemudian diterapkan untuk melakukan simulasi interaksi cave dengan zone of loosening dan zona fraktur sintetik. Pemanfaatan kecepatan batuan dari tomografi 4D dan pendekatan untuk memodifikasi modulus deformasi massa batuan berguna sebagai referensi untuk menganalisis model perpindahan terkait propagasi cave. Studi kasus dan simulasi yang dicontohkan penting untuk memahami rekayasa batuan dalam mengendalikan propagasi cave, baik dengan preconditioning massa batuan atau penanganan zona fraktur.