BAHAN PELEDAK

II.1. Batasan

II.1.1. Bahan peledak

a. Bahan peledak adalah suatu bahan yang stabil yang apabila dikenai stimulasi secara tepat maka dengan cepat akan berubah dari padat atau cair menjadi gas yang panas dan ekspansif, yang mengakibatkan tekanan disekitarnya (Grolier FamilyEncyclopedia, 1995).

b. Bahan peledak adlah suatu bahan atau campuran yang dapat bereaksi dalam waktu sangat singkat dan menghasilkan energy dalam jumlah besar oleh karena terjadinya volume gas yang sangat besar pada temperatur dan tekanan yang sangat tinggi, diikuti efek mekanik, visual dan akustik yang sangat tinggi (Berta G, 1990).

c. Bahan peledak adalah bahan atau zat yang berbentuk padat, cair atau campurannya, yang apabila dikenai suatu aksi berupa panas, benturan atau gesekan akan berubah secara kimiawi menjadi zat-zat ain yang sebagian besar atau seluruhnya berbentuk gas, dan perubahan tersebut berlangsung dalam waktu yang sangat singkat, disertai efek panas dan tekanan yang sangat tinggi. (Keppres RI No. 5 Tahun 1988).

II.1.2. Blasting Agent

a. Dry blasting agent, ANFO adalah suatu campuran berbentuk butiran yang terdiri dari bahan bakar (atau sensitizing agent) dan bahan pengoksidasi (atau intensive oxidizing agent) yang dimaksudkan untuk peledakan, dimana semua bahan-bahan campuran tersebut tidak terdapat bahan yang bahan diklasifikasikan sebagai bahan peledak, dan campuran yang dihasikan tidak dapat diledakkan dengan memakai blasting cap no.8. Blasting Agent memiliki sifat sebagai bahan peledak hanya setelah diberi booster/primer.

a. Slurry/emulsion/watergel blasting agent adalah camuran oksidator ( , ), foel sensitizer dan sekitar 15-20 % air, kemudian ditambah bahan engikat (gelling agent) yang menyebabakan slurry tahan terhadap air. Pada emulsi, pengikatnya adalah sejenis oli dan parifin/lilin.

II.2. Bahan dan komposisi

Hampir semua bahan peledak komersial merupakan campuran senyawa-senyawa yang mengandung empat unsure dasar yaitu C, H, O dan N. Kemudian untuk memperoleh efek tertentu kadang ditambah zat-zat sensitizer seperti Na, Al, Ca dan sebagainya. Suatu bahan peledak tidak harus mengandung material explosive seperti nitrogliserin, nitrostrach atau TNT. Setiap bahan dalam campuran mempunyai fungsi yang berbeda, yaitu sebagai explosive base, oxygen carrier, fuel dan lain-lain (lihat table II.1).

II.2.1. Zero oxygen balanced

Untuk menghasilkan energy (heat of explosion) yang masimum, bahan peledak saat meledak harus bereaksi secara sempurna. Untuk itu bahan peledak komersial dibuat berdasarkan prinsip zero oxygen balanced, atinya dalam bahan eledak terdapat oksigen dalam jumlah yang tepat sehingga selama reaksi seluruh H akan membentuk H2O, C membentuk CO2 dan N membentuk gas N2 bebas.

Ketiga jenis gas tersebut (H2O, CO2, N2) disebut smoke, tidak beracun. Sebaliknya jika reaksinya tidak sempurna akan terbentk gas beracun (fumes seperti CO, NO dan NO2. Contoh campuran yang zero oxygen balanced:

Jika jumlah oksigen kurang (negative oxygen balanced) maka akan terbentuk CO (beracu, tidak berbau, tidak berwarna), misalnya :

Jika kelebihan jumlah oksigen (positive oxygen balanced) akan terbentuk gas beracun NO atau , misalnya:

Pedoman untuk perhitungan komposisi bahan peledak berdasarkan zero oxygen balanced (ZOB) ialah sebagai berikut:

1. Jika dalam bahan peledak hanaya terdapat unsure C, H, O dan N, persamaan nya :

Artinya : 2 atom O untuk setiap C; 0,5 atom o untuk setiap atom H.

2. Jika dalam campuran bahan peledak terdapat unsure tambahan (Na, Ca, Al dsb) yang memiliki afinitas terdapat oksigen, persamaannya :

TABEL II.1

BAHAN YANG DAPAT MENJADI BAHAN DASAR DAN CAMPURAN BAHAN PELEDAK

II.2.2. Reaksi peledakan

Reaksi kimia bahan peledak adalah reaksi yang menghasilkan panas (eksotermik) dan umumnya panas yang dihasilkan sangat tinggi. Gas yang terbentuk secara sangat cepat menghasilkan tekanan ang tinggi. Terdapat dua jenis reaksi peledakan yaitu deflagrasi dan detonasi apakah reaksi suatau bahan peledak termasuk deflagnasi atau detonasi tergantung pada kekuatan bahan peledaknya.

- Deflagnasi merupakan reaksi pembakaran berkecepatan tinggi diseratai ekspansi gas secara cepat dalam ruang terbatas sehingga menimbulkan tekanan yang sangat besar dan mengakibatan efek pengangkatan (heaving effect), yang besarnya proporsional dengan proses pembakaran yang terjadi. Reaksi deflagnasi merupakan cirri bahan peledak lemah.

- Detonasi merupakan proses propagasi gelombang kejut (shock wave) melalui kolom baha peledak yang diikuti reaksi kimia yang menambah energy untuk memacu propagasi gelombang kejut, diikuti ekspansi gas dalam waktu yang sangat singkat. Ini meupakan cirri bahan peldak kuat.

II.3. Klasifikasi bahan peledak

Keppres No. 5/ 1998 juga SK Menhankam No. SKEP/974/VI/1998 membagi bahan peledak (eksplosive) menjadi dua golongan besat yaitu:

1. Bahan peledak industry (komersial)

2. Bahan peledak militer

Bahan peledak (handak) industry dibedakan kedalam dua kelompok sesuai dengan kecepatan gelombang kejutnya (Jimeno,dkk, 1995), yaitu:

1. Bahan peledak cepat (rapid and detonating explosives), memiliki kecepatan 2000-7000 m/s, dan dibedakan lagi menjadi dua yaitu primer (energy tinggi dan sensitive untuk isian detonator dan primer cetak untuk isian lubang ledak).

2. Bahan peledak lambat (slow and deflagrating explosive), memiliki kecepatan di bawah 2000 m/s, contoh : gunpowder senyawa piroteknik dan senyawa propulsive untuk artillery.

Ahli bahan peledak lain (Manon, 1976) membedakan bahan peledak industry menjadi dua kelompok juga yaitu:

1. Bahan peledak kuat (high explosive), mempunyai kecepatan detonasi 1600-7500 m/s, sifat reaksi detonasi (propagasi geombang kejut) dan menghasilkan efek menghancurkan (shattering effect).

2. Bahan peledak lemah (low explosive), kecepatan reaksinya kurang dari 1600 m/s, sifat reaksinya deflagarasi (reaksi kimia yang sangat cepat, dan menimbulakan efek pengangkatan (heaving effect).

Berdasarkan komposisinya, bahan peledak industry dapat juga dibedakan menjadi empat jenis, yaitu:

1. Black powder

Black powder termasuk bahan peledak lemah, terbuat dari campuran arang, belerang, dan potassium nitrat, dan jika meledak akan bereaksi sebagai berikut:

Black powder peka terhadap panas, tidak tahan terhadap air. Sekarang black powder sudah tidak banyak digunakan orang, kecuali untuk isian sumbu api (safety fuse).

2. Dinamit

Dinamit adalah jenis bahan peledak kuat, dengan nitrogleserin (NG) sebagai bahan dasarnya (explosive base). Jenis dinamit:

- Staight dynamit, yaitu dinamit dengan komposisi NG (20-57%) dan sebagai pembawa oksigen (53-23%). Ini jenis dinamit paling peka.

- Gelatine dynamite, yaitu dinamit dengan komposisi blasting gelatin (NG dan nitrocellulose) ditambah dan . Jenis ini lebih tahan terhadap air.

- Ammonium gelatin dynamite, yaitu dinamit dengan komposisi blasting gelatin ditambah . Jenis ini memberikan energy yang lebih besar, tetapi kurang tahan terhadap air.

Contoh komposisi dinamit:

Selain itu ada dinamit ang tidak menggunakan NG sebagai bahan dasar, misalnya carbit yang menggunakan ammonium pechlorate.

3. Permissible explosive

Ini adalah jenis bahan peledak kuat untuk tambang bawah tanah khususnya batubara, dengan komposisi Ammonium gelatin dynamite ditambah flame depressant misalnya NaCl untuk memperoleh temperature peledakan rendah, volume gas sedikit, dan penyaaan sesingkat mungkin. Ini bertujuan mencegah kemungkinan ledakan sekunder dari gas methane dan atau debu batubara. Persyaratan bahan peledak permisibel:

- Harus lulus uji non ignition dalam suatu gallery test.

- Gap sensitivity ± 7,5 cm (3”) untuk dodol berdiameter 1,25 “.

- Noxious gas : klas A : 0-53 liter gas per 1,5 lb handak. Dan kelas B : 53-106 liter gas per 1,5 lb handak.

4. Blasting agent

Yaitu terdiri dari campuran yang tidak mengandung bahan yang dapat digolongkan sebagai bahan peledak seperti ANFO, ALANFO, Slurry/watergel/emulsions, heavy ANFO.

GAMBAR 2.1

BEBERAPA JENIS BAHAN PELDAK KOMERSIAL

II.4. Sifat-sifat bahan peledak

Sifat-sifat bahan peledak yang mempengaruhi hasil peledakan adalah kekuatan, kecepatan detonasi, kepekaan, bobot isi bahan peledak, tekanan detonasi, ketahanan terhadap air, sifat gas beracun dan permissibilitas.

II.4.1. Kekuatan (strength)

Kekuatan suatu bahan peledak berkaitan dengan kandungan energy yang dimiliki oleh bahan peledak tersebut, dan merupakan ukuran kemampuan bahan peledak tersebut untuk melakukan kerja. Biasanya dinyatakan dalam persen (%).

Pada mulanya istilah straight berasal dari klasifikasi mutu Straight-NG dynamite yang menyatakan % berat NG dalam Staight-NG dynamite. Tetapi dalam perkembangannya, handak dibuat tidak selalu mengandung NG sehingga perlu dikembangkan cara ain untuk menentukan kekuatan sesuatu jenis bahan peledak. Ukuran untuk menyatakan kekuatan handak adalah weight strength (grade strength), volume strength (bulk strength).

GAMBAR 2.2

BALLISTIC MORTAL TESTING

Weight strength menyatakan % berat NG yang terdapat dalam strength-NG dynamite, yang menghasilkan simpangan ballistic mortal yang sama dengan handak yang diukur apabila keduanya diledakknan pada berat yang sama.

Alat untuk mengukur strength ialah ballistic mortar terster yang konstruksinya seperti ayunan. Pada ujung ayunan terdapat silinder baja berongga tempat diletakkan handak yang diuji, dan pada saat diledakkan akan berayun. Jarak ayunan ini yang diukur (lihat Gambar 2.2). Kekuatan bahan peledak komersial dapat dilihat pada Table II.2.

TABEL II.2

ENERGI BAHAN PELEDAK, VOLUME GAS DAN WEIGHT STRENGTH DIBANDINGKAN DENGAN DINAMIT DAN ANFO

II.4.2. Kecepatan detonasi

Kecepatan detonasi (Velocity Of Detonastion = VOD) adalah kecepatan gelombang detonasi yang menerobos sepanjang kolom isian handak, dinyatakan dalam m/s. Kecepatan detonasi bahan peledak komersial ialah antara 1.500-8.000 m/s. Kecepatan detonasi suatu handak tergantung pada :

- Jenis handak (ukuran butir, bobot isi)

- Diameter dodol atau diameter lubang ledak

- Derajat pengurungan (degree of confinement)

- Penyalaan awal (initiating)

Energi yang dihasilkan oleh reaksi handak dipengaruhi oleh kecepatan detonasi dan bobot isinya. Persamaan Relative Energy (RE):

Dengan,

SG : berat handak

Ve : VOD : kecepatan detonasi

II.4.3. Kepekaan

Kepekaan adalah ukuran besarnya impuls yang diperlukan oleh bahan peledak untuk memulai bereaksi dan menyebarkan reaksi peledakan ke seluruh isian. Kepekaan handak tergantung pada komposisi kimia, ukuran butir, bobot isi, pengaruh kandungan air dan temperature. Ada beberapa macam kepekaan itu, yaitu:

- Kepekaan terhadap benturan (sensivity of shock/impact)

- Kepekaan terhadap gesekan (sensivity of friction)

- Kepekaan terhadap panas (sensivity to heat)

- Kepekaan terhadap ledakan handak lain dari jarak tertentu (gap sensivity)

Bahan peledak yang sensitive belum tentu baik. Bahan peledak yang tidak peka tetapi mudah penyebaran reaksinya adalah lebih menguntungkan dan lebih aman.

II.4.4. Bobot isi bahan peledak

Bobot isi bahan peledak (density) adalah perbandingan antara berat dan volume bahan peledak. Bobot isi biasanya juga dinyatakan dalam istilah Spesific Gravity (SG), Stick Count (SC) atau Loading Density (de).

- Spesific Grafity (SG) adalah perbandingan antara density bahan peledak terhadap density air pada kondisi standar. SG bahan peledak komersial adalah 0,6 – 1,7.

- Stick Count adalah jumlah dodol ukuran standar 1 1/4 “ x 8” yang terdapat pada 1 dos sebesar 50 pound. Stick Count bahan peedak antara 232-83.

- Loading density adalah berat bahan peledak per unit panjang dari isian.

II.4.5. Tekanan detonasi

Tekanan detonasi ialah penyebaran tekanan gelombang ledakan dalam kolom isian bahan peledak, dinyatakan dalam kilobar (kb). Tekanan detonasi bahan peledak komersial antara 5 – 150 kb.

Tekanan akibat ledakan akan terjadi di sekitar dinding lubang ledak dan menyebar ke segala arah, yang intensitasnya tergantung pada jenis bahan peledak (kekuatan, bobot isi dan VOD), tingkat/ derajat pengurungan, jumlah dan temperature gas hasil peledakan. Secara empiric Dick merumuskannya :

Dengan,

P : tekanan detonasi (1 kb = 14504 psi)

D : berat jenis handak

C : kecepatan detonasi handak, fps

II.4.6. Ketahanan terhadap air

Ketahanan terhadap air dari suatu handak ialah kemampuan handak itu dalam menahan rembesan air dalam waktu tertentu tanpa merusak, merubah atau mengurangi kepekaannya, dinyatakan dalam jam. Sifat ini sangat penting dalam kaitannya dengan kondisi tempat keja, sebab untuk sebagian besar jenis handak, adanya air di dalam lubang ledak data mengakibatkan ketidakseimbangan kimia dan memperlambat reaksi pemanasan. Lebih lanjut air juga dapat mengakibatan kerusakan handak. Dikenal ada lima tingkatan dalam ketahanan dalam air, yaitu:

- Sempurna (excellent) jika tahan terhadap air lebih dari 12 jam.

- Sangat bagus (very good) jika tahan terhadap air 8 – 12 jam.

- Bagus (good) jika tahan terhadap air 4 -8 jam.

- Cukup (fair) jika tahan terhadap air kurang dari 4 jam.

- Buruk (poor) jika tidak tahan terhadap air.

Handak dapat dilindungi dari air dengan cara menambah campran gelatin ke dalam komposisinya (sewaktu dalm proses manufacturing di pabrik), atau secara fisik dibungkus dengan pembungkus kedap air seperti wood fiber, paraffin dan politilen.

II.4.7 Sifat gas beracun (fumes)

Bahan peledak yang meledak menghasilkan dua kemungkinan jenis gas yaitu smokes atau fumes. Smokes tidak berbahaya karena hanya terdiri dari uap dan asap yang berwarna putih. Sedangkan fumes berbahaya karena sifatnya beracun, yaitu terdiri dari karbon-monoksida dan oksida-nitrogen. Fumes dapat terjadi jika bahan peledak yang diledakkan tidak memeiliki keseimbangan oksigen, dapat juga terjadi jika bahan peledak tersebut dalam keadaan rusak kareana kadaluwarsa, selama penyimpanan dan oleh sebab lain.

II.5. Perlengkapan peledakan

Perlengkapan peledakan (blasting accessories atau blasting supplies) ialah material yang diperlukan untuk membuat rangkaian peledakan sehingga isian bahan peledak dapat dinyalakn. Perlengkapan bahan peledak hanya dapat dipakai untuk satu kali penyalaan saja. Perlengkapan peledakan antara lain:

1. Detonator

a. Detonator listrik (electric blasting caps = EBC), ada dua macam yaitu detonator seketika (instantaneous EBC) dan detonator tunda (delayed EBC).

b. Detonator biasa (plain/ordinary detonator), digunakan denagan sumbu api.

c. Kabel listrik (connecting wire)

d. Insulator tape

2. Sumbu api (safety fuse) dengan perlengkapannya : igniter cord, igniter cord connector.

3. Sumbu ledak (detonating fuse) dengan perlengkapannya : Ms connector/detonating relay/delay connection.

Perlengkapan peledakan lihat pada Gambar 2.3, 2.4, dan 2.5.

GAMBAR 2.3

SUMBU API DAN PERLENGKAPANNYA

GAMBAR 2.4

SUMBU LEDAK DAN PERLENGKAPANNYA

GAMBAR 2.5

DETONATOR LISTRIK

II.6. Peralatan peledakan

Peralatan peledakan (blasting equipment) ialah alat-alat yang diperlukan untuk menguji dan menyalakan rangkaian peledakan, sehingga alat tersebut dapat dipakai berulang-ulag. Peralatan peledakan antara lain :

1. Blasting machine (sumber energy listrik DC), beserta Ohm meter (penguji tahanan rangkaian), Rheostat (penguji kapasitas blasting machine).

2. Cap crimper (sejenis tang khusus untuk peledakan).

3. Kabel utama (bus wire, leading wire), yaitu kabel yang menghubungan blasting machine ke rangkaian peledakan listrik

Peledakan dengan menggunkan arus istrik searah (DC) sebagai sumber tenaga, dihasilkan dari blasting machine. Arus listrik berfungsi membangkikan panas yang dapat menyalakan detonator, kemudian detonator akan meledakkan primer dimana terdapat isian

Prinsip rangkaian peledakan dapat diilustrasikan seperti Gambar 2.6.

GAMBAR 2.6

PRINSIP RANGKAIAN PELEDAKAN

GAMBAR 2.7

CHIPHER

GAMBAR 2.8

BLASTING MACHINE

GAMBAR 2.9

CONTOH RANGKAIAN DENGAN SUMBU LEDAK