SlideShare a Scribd company logo
1 of 33
2 # TA3211 Bahan Peledak & Teknik Peledakan SK Departemen Teknik Pertambangan ITB




                                                                                    2. SEJARAH BAHAN
                                                                                      PELEDAK & ZOB
                                                                                    Departemen Teknik Pertambangan ITB
                                                                                          Dr. Suseno Kramadibrata




                                                                                                                  1
2 # TA3211 Bahan Peledak & Teknik Peledakan SK Departemen Teknik Pertambangan ITB


                                                                                                                            Bahan Peledak Kimia
                                                                                       Senyawa kimia yang bila kena panas, benturan, gesekan atau kejutan secara cepat
                                                                                        dengan sendirinya akan bereaksi dan terurai.
                                                                                       Menghasilkan produk yang lebih stabil, gas-gas bertekanan tinggi, karena gas-gas
                                                                                        tersebut mengembang pada suhu tinggi akibat panas yang dihasilkan dari reaksi
                                                                                        eksotermis.
                                                                                       Energi keluaran terutama tergantung pada jumlah panas yang dihasilkan selama
                                                                                        peledakan.
                                                                                       Detonation menunjukkan kecepatan reaksi kimia > kecepatan suara dan menyebabkan
                                                                                        shattering effects
                                                                                       Deflageration menunjukkan kecepatan reaksi kimia < kecepatan suara & menyebabkan
                                                                                        heaving effect.
                                                                                       Agar dapat dipakai dengan aman, BP harus mempunyai stabilitas kimia yang baik pada
                                                                                        berbagai kondisi seperti, gesekan, impak, atau panas.
                                                                                       Berdasarkan nilai stabilitas kimianya atau sensitivitasnya maka BP dibagi kedalam grup
                                                                                        BP Utama, BP Kedua, dan BP Ketiga. Selain itu BP juga dibagi menurut BP propelant dan
                                                                                        BP piroteknik beserta sub-grupnya
                                                                                                                                                           2
2 # TA3211 Bahan Peledak & Teknik Peledakan SK Departemen Teknik Pertambangan ITB


                                                                                                                             Sejarah Black Powder
                                                                                     Tahun            Pustaka                                           Keterangan

                                                                                                                        Pertama kali menyebut saltpeter dalam tulisannya, & menamakan “black
                                                                                     Abad 13    Abd. Allah (Arabian)
                                                                                                                        powder” sebagai “Chinese snow”

                                                                                                  Sejarah Cina dari
                                                                                     Abad 13
                                                                                                    Dinasti Sung

                                                                                      1242          Roger Bacon         Menuliskan formula “black powder”

                                                                                     ± 1300       Berthold Schwarz      Menuliskan black powder sebagain bahan bakar senjata api

                                                                                                                        Memakai black powder dalam tamban Royal Mines of Schemnitz di Ober
                                                                                      1627         Kasper Weindl
                                                                                                                        Biberstollen, Hongaria

                                                                                                Milton, Masachussets,
                                                                                      1675                              Pabrik black powder didirikan
                                                                                                         US

                                                                                      1689        Cornwall, Inggris     Black powder dipakai di tambang timah

                                                                                      1696       Albula, Switzerland    Black powder dipakai untuk konstruksi jalan

                                                                                                Elenthere Irenee Du
                                                                                      1804                              Produksi black powder di Wilmington, Delaware, US
                                                                                                       Pont

                                                                                                                        Mengganti chilan saltpeter (sodium nitrate) dengan potassium nitrate dalam
                                                                                      1857       Lammont Du Pont
                                                                                                                        black powder (B blasting powder)

                                                                                      1917         Perang Dunia I       Pemakaian black powder sebanyak 227,118,525 lb

                                                                                    1930-1940                           Banyak pabrik black powder ditutup karena kurang pasaran

                                                                                      1973                              Du Pont tidak lagi memasarkan black powder
                                                                                                                                                                         3
2 # TA3211 Bahan Peledak & Teknik Peledakan SK Departemen Teknik Pertambangan ITB


                                                                                                                                      Sejarah Dynamite
                                                                                    Tahun        Pustaka                                         Keterangan

                                                                                    1846      Ascanio Sobero    Menemukan nitroglycerin

                                                                                    1861       Alfred Nobel     Mendirikan pabrik kecil nitroglycerin di Heleneborg, Swedia

                                                                                    1863       Alfred Nobel     Mempatenkan campuran black powder dengan nitroglycerin

                                                                                    1866       Alfred Nobel     Mencampur nitroglycerin dengan kieselguhr untuk membuat dynamite

                                                                                    1866     George Mowbray     Mendirikan pabrik nitroglycerin di Titus Pennsylvania, Amerika

                                                                                                                Menemukan blasting gelatin dengan cara melarutkan nitrocelulose dalam
                                                                                    1875       Alfred Nobel
                                                                                                                nitroglycerin dan memperkenalkan gelatin dynamite

                                                                                    1880         Du Pont        Membentuk perusahaan Repauno Chemical di New Jersey, membuat dynamite

                                                                                    1880’s   Tambang batubara   Permissible dynamites diteliti di Europe untuk tambang batubara Eropa

                                                                                                                Dynamites diuji dahulu sebelum diijinkan untuk pemakian tambang batubara
                                                                                    1908          USGS
                                                                                                                bawah tanah

                                                                                                                Ethylene glycol dinitrate yang dicampur dengan nitroglycerin memecahkan
                                                                                    1925
                                                                                                                persoalan dynamite yang mudah beku

                                                                                    1936          Biazzi        Mendemonstrasikan proses menerus untuk produksi glycerin di Europe

                                                                                                                AN dicampur dengan bermacam-macam bahan bakar mulai menggantikan
                                                                                    1950’s                      sejumlah besar penggunaan nitroglycerin dynamites. Water gel explosives
                                                                                                                yang diberi nama dagang Tovex

                                                                                                                                                                        4
2 # TA3211 Bahan Peledak & Teknik Peledakan SK Departemen Teknik Pertambangan ITB


                                                                                            Sejarah AN & Water Gel Tovex
                                                                                    Tahun       Pustaka                                          Keterangan

                                                                                    1659      J.R. Glauber     Membuat & menguraikan nitrate

                                                                                            Johan Naorrbin &
                                                                                    1867
                                                                                             Johan Ohisson

                                                                                                               Mempatenkan penggunaan bahan-bahan padat seperti ozokerite dan parafin
                                                                                    1873      Alfred Nobel
                                                                                                               agar AN dynamite kedap air

                                                                                    1879      Alfred Nobel     Mempatenkan pengunaan AN dalam geliten dynamites

                                                                                                               Memperkenalkan metode pelapisan AN dengan parafin dan lainnya untuk
                                                                                    1885       Peniman
                                                                                                               menambah sifat kedap air

                                                                                    1935        Du Pont        Nitramon blasting agent komersial pertama yang diperkenalkan oleh Du Pont

                                                                                                               Mulai penelitian tentang water gel explosives di Eastern Laboratory, New Jersey,
                                                                                    1942        Du Pont
                                                                                                               US

                                                                                    1955                       Campuran AN dan carbonaceous fuel diperkenalkan dalam dry mixed

                                                                                    1957                       Water gel explosive diperdagangkan

                                                                                    1958        Du Pont        Mulai membuat Tovex berdiameter besar

                                                                                    1964        Du Pont        Mulai mengoperasikan truk water gel di Mesabi Iron Range, Minnesota, US

                                                                                    1970        Du Pont        Mengembangkan program Tovex berdiameter kecil

                                                                                    1974        Du Pont        Menggantikan Du Pont dynamite dengan Tovex water gels


                                                                                                                                                                      5
2 # TA3211 Bahan Peledak & Teknik Peledakan SK Departemen Teknik Pertambangan ITB



                                                                                                                    Sejarah Initiating Devices
                                                                                     Tahun          Pustaka                                           Keterangan

                                                                                                                   Meledakkan black powder memakai bunga api listrik (electric spark). The Royal
                                                                                      1745       Doctor Watson
                                                                                                                   Society of England

                                                                                      1750        Ben Franklin     Memperbaiki cara Watson dengan memadatkan black powder dalam kotak

                                                                                                                   Mempatenkan penembakan dengan listrik. Penembakan black powder oleh percikan
                                                                                      1830       Mosses Shaw
                                                                                                                   api listrik melalui campuran fulminating silver dan black powder

                                                                                                   Dr. Robert
                                                                                    1830-1932                      Mengembangkan metode kawat pijar (bridge wire) dari peledakan listrik
                                                                                                      Hare

                                                                                                                   Mengembangkan metode penyalaan nitroglycerin memakai sumbu api, black powder
                                                                                    1864-1867     Alfred Nobel     igniters dan yang terakhir kapsul dari mercury fulminate, yaitu detonator komersial
                                                                                                                   pertama

                                                                                                                   Memperkenalkan detonator listrik yang dinyalakan oleh kawat pijar dan
                                                                                     1870’s      H. Julius Smith
                                                                                                                   mengembangkan portable generator type blasting machine

                                                                                      1895       H. Julius Smith   Memperkenalkan delay EB, detonator menggunakan sumbu api sebagai delay train

                                                                                      1913                         Cordesu detonating cord diperkenalkan ke US

                                                                                      1926          Du Pont        Mengganti mercury fulminate dengan tetrylsebagai base charge dalam detonator

                                                                                    Akhir 1920                     Diperkenalkan vented delay EB cap dengan delay train di dalamnya

                                                                                                                                                                             6
2 # TA3211 Bahan Peledak & Teknik Peledakan SK Departemen Teknik Pertambangan ITB



                                                                                                            Sejarah Initiating Devices
                                                                                    Tahun    Pustaka                                        Keterangan

                                                                                                       Penggantian mercury fulminate dalam ignition dan primer charge dengan bahan-bahan
                                                                                    1930’s
                                                                                                       bermacam-macam senyawa bahan peledak yang lebih stabil

                                                                                    1930’s             Diperkenalkan ventless delay caps

                                                                                    1937               Dikembangkan sumbu ledak dengan PETN di dalam suatu anyaman fabric

                                                                                                       Plastik mengganti cotton yarn/enamel sebagai isolator untuk legwire EB caps dan
                                                                                    1940’s
                                                                                                       menyempurnakan sumbat dari EB caps dengan sumber karet

                                                                                    1940’s             Tetryl diganti oleh PETN sebagai detonator’s base charge

                                                                                                       Diperkenalkan short interval delay EB caps yang mempunyai delay interval dalam
                                                                                    1946
                                                                                                       milidetik

                                                                                                       Capacitor discharge type blasting machine mulai menggantikan sebagian besar
                                                                                    1948
                                                                                                       generator type blasting machine karena aman dan lebih dapat diandalkan

                                                                                                       Dikembangkan delay connector untuk sumbu ledak yang memberikan suatu delay yang
                                                                                    1950
                                                                                                       relative tepat dari sumbu ledak

                                                                                                       Low energy detonating cord diperkenalkan yang menyebabkan pebaikan dari non
                                                                                    1960
                                                                                                       electrical detonating system

                                                                                                       Diperkenalkan non electric delay cap yang memberikan perbaikan waktu dan
                                                                                    1976
                                                                                                       pengurangan tingkat kegaduhan (noise level)

                                                                                                                                                                     7
2 # TA3211 Bahan Peledak & Teknik Peledakan SK Departemen Teknik Pertambangan ITB
                                                                                                                               BAHAN PELEDAK


                                                                                                  NUKLIR                                    KIMIA                           MEKANIS


                                                                                                           Bahan Peledak Kuat                                       Bahan Peledak Lemah


                                                                                                          VOD > Sonic Velocity                                      VOD < Sonic Velocity
                                                                                                          High – Low Brisance                                           Deflagrasi
                                                                                                              Detonation                                                  Burnt
                                                                                                          Tekanan > 100 MPa                                         Tekanan < 100 MPa


                                                                                          Primer                          Sekunder                         Tertier
                                                                                      Nyala Api, Kejut                   Energi besar                    Energi besar          Black
                                                                                                                                                                               Powder
                                                                                                     BP Tunggal                         BP Komposit


                                                                                        Lead Azide,           Nitroglycerin,           Pentolite       Mononitrotoluene       Permissible
                                                                                    Mercury Fulminate,         Nitroglycol,           Dynamites         Amonium Nitrate
                                                                                       Silver Azide,          Nitromethane,         Composisiton B    Amonium Perchlorate
                                                                                      Lead styphnate,          RDX, HMT             Cyclotol, ANFO                            Non Permissible
                                                                                    Diamino-dintophenol        TNT, TATB               Slurries,
                                                                                                                                      Watergells
                                                                                                                                      Emulsions
                                                                                                                                                                        8
2 # TA3211 Bahan Peledak & Teknik Peledakan SK Departemen Teknik Pertambangan ITB




                                                                                                            Karakteristik BP Kuat

                                                                                     Diharapkan menghasilkan panas peledakan (heat of
                                                                                      explosion) setinggi mungkin
                                                                                     Memberikan energi yang maksimum
                                                                                     Menghindari terbentuknya gas-gas beracun (fumes).
                                                                                     BP komersial perlu mencapai oxygen balance.
                                                                                     Produk umum yang diharapkan: uap air (H2O), carbon
                                                                                      dioxide (CO2), gas nitrogen (N2), dan oksida padat yang
                                                                                      semuanya adalah relatif lembam (inert) dan tidak
                                                                                      beracun

                                                                                                                                   9
2 # TA3211 Bahan Peledak & Teknik Peledakan SK Departemen Teknik Pertambangan ITB



                                                                                                        Klasifikasi Umum BP Kimia


                                                                                        Macam                    Reaksi                       Contoh

                                                                                    "Low explosives"      "Deflagrate" (terbakar)          Black powder


                                                                                    "High explosives"     "Detonate" (meledak)      Nitro glycerin (NG), dynamite


                                                                                    "Blasting agent"      "Detonate" (meledak)             AN-FO, slurry




                                                                                                                                                 10
2 # TA3211 Bahan Peledak & Teknik Peledakan SK Departemen Teknik Pertambangan ITB



                                                                                           Pembagian BP Kimia - R.L. Ash


                                                                                     Bahan peledak kuat (high explosive), yang
                                                                                      memiliki sifat "detonation" dengan kecepatan
                                                                                      detonasi 5.000 - 24.000 feet per second (fps).
                                                                                     Bahan peledak lemah (low explosive), yang
                                                                                      memiliki sifat "deflagration" dengan kecepatan
                                                                                      reaksi < 5.000 fps.


                                                                                                                             11
2 # TA3211 Bahan Peledak & Teknik Peledakan SK Departemen Teknik Pertambangan ITB



                                                                                             Pembagian BP - Anon (1977)



                                                                                     Bahan peledak kuat (high explosives)
                                                                                     Bahan peledak lemah (low explosives)
                                                                                     Blasting agents




                                                                                                                         12
2 # TA3211 Bahan Peledak & Teknik Peledakan SK Departemen Teknik Pertambangan ITB


                                                                                       Pembagian BP Kimia - Mike Smith
                                                                                           (Mining Magazine, Feb. 1988)


                                                                                     Bahan peledak kuat (high explosives)
                                                                                     Blasting agents
                                                                                     Special explosives
                                                                                     Explosive substitutes




                                                                                                                             13
2 # TA3211 Bahan Peledak & Teknik Peledakan SK Departemen Teknik Pertambangan ITB


                                                                                       Kelompok Oksider, Bahan Bakar &
                                                                                                            Sensitiser
                                                                                       Komponen   ANFO              Watergel              A.N. Liquor

                                                                                                          A.N. Prill Liquor and/or   A.N. Liquor
                                                                                                  A.N.    Sodium Nitrate             Sodium Nitrate
                                                                                    Oksidiser
                                                                                                          Calcium Nitrate            Calsium Nitrate
                                                                                                          Potassium Nitrate
                                                                                                          Minyak                     Minyak
                                                                                                  Solar   Alumunium                  Alumunium
                                                                                    Bahan Bakar           Coal
                                                                                                          Sulphur
                                                                                                          Others
                                                                                                          Udara                      Udara
                                                                                    Sensitisers   Udara   Microballons               Microballons
                                                                                                          Chemical Gassing           Chemical Gassing

                                                                                                                                        14
2 # TA3211 Bahan Peledak & Teknik Peledakan SK Departemen Teknik Pertambangan ITB




                                                                                                                                        Explosive Train

                                                                                               Sistem Penyalaan                                          Bahan Peledak Utama
                                                                                               • Detonator elektrik                                       High Explosive
                                                                                               • Detonator elektronik                 Primer              Blasting Agent
                                                                                    Stimulus                                          Cast Primer
                                                                                               • Sumbu api                            Booster
                                                                                                                                                         • ANFO
                                                                                               • Sumbu ledak                                             • Heavy ANFO
                                                                                               • NONEL                                                   • Bulk Emulsion



                                                                                                      Sifat-Sifat Cast Primer
                                                                                                       BI > 1.6 gr/cc
                                                                                                       Sensitivitas tinggi
                                                                                                       Ketahanan terhadap air tinggi
                                                                                                       Kekuatan secara fisik sangat baik
                                                                                                       Umur tabung 5 tahun,
                                                                                                            pentolite BP kuat (PETN/TNT)
                                                                                                            Dipicu oleh detonator / sumbu ledak
                                                                                                            Dipakai untuk memicu BP bersensitivitas rendah

                                                                                                                                                              15
2 # TA3211 Bahan Peledak & Teknik Peledakan SK Departemen Teknik Pertambangan ITB




                                            Tekanan - MPa
                                               Bahan Peledak - A




          Volume – m3




16
                        Bahan Peledak - B
                                                                      Kurva PV Bahan Peledak
2 # TA3211 Bahan Peledak & Teknik Peledakan SK Departemen Teknik Pertambangan ITB




              BAHAN BAKAR
                                                        OKSIDER
                                                                    Bahan Peledak
                                                                   Segitiga Detonasi




17
              PENYALAAN
2 # TA3211 Bahan Peledak & Teknik Peledakan SK Departemen Teknik Pertambangan ITB



                                                                                                Ledakan & Bahan Peledak

                                                                                     Suatu pengembangan material secara cepat ke dalam volume
                                                                                      yang lebih besar daripada aslinya.
                                                                                     Ledakan gas akibat pengembangan yang cepat dalam balon,
                                                                                      pecahnya tanki gas bertekanan.
                                                                                     Hasil pembakaran cepat dari black powder di dalam suatu
                                                                                      tabung atau juga yang berasal dari detonasi muatan TNT.
                                                                                     Energi ledakan kebanyakan BP adalah sekitar 4 MJ/kg.
                                                                                     Ledakan BP 1 kg, dapat memanaskan 10 kg air dari 4 ke
                                                                                      100oC.
                                                                                     Temperatur ledakan 2000 - 5000oK dan tekanannya 1 - 20
                                                                                      GPa (10.000 atm – 200.000 atm)

                                                                                                                                    18
2 # TA3211 Bahan Peledak & Teknik Peledakan SK Departemen Teknik Pertambangan ITB


                                                                                                      Karakteristik Detonasi
                                                                                       Kecepatan reaksi kimia semua BP fungsi kekuatan gelombang kejut. BP dengan
                                                                                        molekul-molekul berenergi tinggi akan menghasilkan reaksi dekomposisi kimia
                                                                                        (detonasi) sangat cepat.
                                                                                       Laju perubahan kekuatan gelombang kejut fungsi amplitudo gelombang kejutnya.
                                                                                       Reaksi detonasi BP komersial sangat bergantung kepada ukuran pemuatan BP &
                                                                                        derajat pengukungan. BP komersil umumnya memiliki energi dalam rendah &
                                                                                        seringnya berupa gabungan dari komponen BBM & oksider yang disatukan dalam
                                                                                        butiran yang berbeda. Reaksi kimianya BP jenis ini hanya terjadi saat peledakan.
                                                                                       BP ANFO merupakan campuran butir AN & BBM solar 5.5%. ρ ANFO 0.8 - 1 gr/cc, &
                                                                                        umumnya tidak mampu berdetonasi dlm bentuk dodol takterkurung dgn φ < 50 mm.
                                                                                       Tetapi, BP yang sama bila dimuatkan kedalam lubang bor dgn φ 38 mm, akan
                                                                                        mampu diledakkan oleh detonator standard no. 8.
                                                                                       Di dalam lubang tembak, dimana terjadi pengukungan oleh batuan, P & T tinggi yang
                                                                                        dibangkitkan BP akan terus dipelihara lebih lama daripada bila ledakan itu terjadi
                                                                                        pada muatan tak terkurung, & memberikan waktu lebih untuk terjadi reaksi kimia.
                                                                                       Tabung logam yang berkekuatan sama dgn batuan ternyata kurang efektif bila
                                                                                        dibandingkan dgn lubang tembak φ 35 mm. Hal ini ditunjukkan oleh rendahnya VOD
                                                                                        & bertambahnya produk beracun dari peledakan di dalam tabung logam.

                                                                                                                                                          19
2 # TA3211 Bahan Peledak & Teknik Peledakan SK Departemen Teknik Pertambangan ITB


                                                                                       Klasifikasi Metode Pemecahan Batuan
                                                                                                 Berdasarkan Sumber Energi
                                                                                    Sumber Energi              Metode                   Alat / Mesin Yang Digunakan

                                                                                                                              "High explosives, blasting agent, liquid oxygen
                                                                                    Kimia           Peledakan
                                                                                                                              (LOX), black powder"

                                                                                    Mekanis         "Pneumatic"               Udara bertekanan tinggi, silinder carbondioxide


                                                                                                    "Ripping"                 "Ripper teeth, dozer blade"


                                                                                                    "Impact"                  "Hydraulic impact hammer, drop ball"


                                                                                    Fluida          Menyemprot tanah (soil)   "Hydraulicking" (monitor)


                                                                                                    Menyembur batuan          "Hydraulic jet"

                                                                                                    Electric arc atau lom-
                                                                                    Listrik                                   "Electrofrac machines"
                                                                                                    patan listrik


                                                                                                                                                             20
2 # TA3211 Bahan Peledak & Teknik Peledakan SK Departemen Teknik Pertambangan ITB

                                                                                                 Ingredient                 Formula                             Function
                                                                                    Ethylene glycol dinitrate           C2 H4 (NO3)2      Explosive base      lowers freezing point
                                                                                    Nitrocellulose (guncotton)          C6 H2 (NO3)3 O2   Explosive base      gelatinizing agent
                                                                                    Nitroglycerin                       C3 H3 (NO3)3      Explosive base
                                                                                    Tetranitro-diglycerin               C6 H2O N1 O13     Explosive base      lowers freezing point
                                                                                    Nitrostarch                         -                 Explosive base      conhcadache explosive
                                                                                    Organic nitrocompounds              -                 Explosive base      lowers freezing point
                                                                                    Trinitrotoluene (TNT)               C2 H6 N3 O3       Explosive base
                                                                                    Metallic powder                     Al                Fuel-sensitizer     used in high density slurries
                                                                                    Black powder                        Na NO3 + C + S    Explosive base      Deflagrates
                                                                                    Pentaerythritetetranitrate (PETN)   C5 H4 N2 O12      Explosive base      caps, detonating fuse
                                                                                    Lead azide                          Pb (N3)2          Explosive base      used in blasting caps
                                                                                    Mercury fulminate                   Hg (ONC)2                                  Do
                                                                                    Ammonium nitrate                    NH4 NO3           Oxygen carrier      oxygen carrier
                                                                                    Liquid oxygen                       O2                Oxygen carrier
                                                                                    Sodium nitrate                      Na NO3            Oxygen carrier      reduces freezing point
                                                                                    Potassium nitrate                   K NO3             Oxygen carrier
                                                                                    Ground coal                         C                 Absorbent
                                                                                    Charcoal                            C                                             Do
                                                                                    Paraffin                            Cn H2a + 2                                    Do
                                                                                    Sulfur                              S                                             Do
                                                                                    Fuel oil                            (C H3)2 (C H2)2   Combustible
                                                                                    Wood pulp                           (C6 H1 O3)n       Combustible absorbent
                                                                                    Lampblack                           C                 Absorbent prevents taking
                                                                                    Kieselguhr                          Si O2             Antacid
                                                                                    Chalk                               Ca CO3            Antacid
                                                                                    Calcium carbonate                   Ca CO3                                    Do
                                                                                    Zinc oxide                          ZaO                                       Do
                                                                                    Sodium chloride                     Na Cl             Flame depressant (permissible explosives)

                                                                                                                                                                           21
2 # TA3211 Bahan Peledak & Teknik Peledakan SK Departemen Teknik Pertambangan ITB
                                                                                                  Name          Mol.             Formula       Compositive, Gram-atoms/100 Grams        Heat of Formation (Qr)
                                                                                                                 wt.                            C         H           N      O          KCal/Mole       KCal/Kg

                                                                                    Nitroglycerin               227.1   C3 H5 (ONO2)3          1.32           2.20   1.32   3.95                82.66       364.0

                                                                                    Ethylene glycol dinitrate   153.0   C2 H4 (NO3)2           1.32           2.63   1.32   3.95                56.00       367.0

                                                                                    Nitrocellulose              297.1   C6 H7 (NO3) 3 O2

                                                                                    11.05 % N2                                                 2.39           3.19   3.57   0.79                45.74       754.0

                                                                                    12.20 % N2                                                 2.25           2.87   3.62   0.87                            664.0

                                                                                    13.45 % N2                                                 2.10           2.54   3.67   0.96                            538.0

                                                                                    14.12 % N2                                                 2.02           2.36   3.70   1.01                            500.0

                                                                                    Trinitroluene               227.1   C6 H2 CH3 (NO2) 3      3.08           2.20   1.32   2.64                13.00        57.2

                                                                                    (2 - 4 - 6)

                                                                                    Dinitrotoluene              182.1   C7 N2 O4 H6            3.84           3.29   1.10   2.20                 6.90       38.00

                                                                                    Lead azide                  291.3   Ph (N3)2                -       Pb = 0.35    2.06     -          -107.00 to     -364.00 to

                                                                                                                                                                                           -112.00        -386.00

                                                                                    Mercury fulminate           284.7   H7 (CNO)2              0.70     Na = 0.35    0.70   0.70            -65.46        -230.00

                                                                                    SG pulp                     162.2   C6 H10 O5              4.17           0.30    -     2.14            163.01       1,050.00

                                                                                    X pulp                              C6 H10 O5              4.05           5.85    -     2.80            -            1,000.00

                                                                                    Paraffin (FO)               14.0    CH2                    7.10        14.80      -       -                  7.02       500.0

                                                                                    Cellulose                                                  3.71           6.18    -     3.09          2,270.00       1,400.00

                                                                                    Ammonium nitrate            80.1    NH4 NO3                 -             5.00   2.50   3.75                87.93    1,098.00

                                                                                    Sodium nitrate              85.0    Na NO3                  -       Na = 1.18    1.18   3.53            112.45       1,323.00

                                                                                    Calcium carbonate           100.0   Ca CO3                 1.00     Ca = 1.00     -     3.00            287.00       2,876.00

                                                                                    Tetryl                      267.2   CH3 N (NO2)4           0.25           1.05   1.74   2.78                -9.30      -32.40

                                                                                    PETN                        315.1   C (CH2 NO3) 4 + 4H2O   1.56           2.53   1.27   3.80            123.00         389.00

                                                                                    Picric acid                 229.0   C9 H2 (NO2) OH         2.62           1.31   1.31   3.06                 53.5      233.80

                                                                                    ADX                         222.1   (CH3) 3 (NO2) 3 H3     1.35           2.70   2.70   2.70                -18.3      -82.40



                                                                                                                                                                                   22
2 # TA3211 Bahan Peledak & Teknik Peledakan SK Departemen Teknik Pertambangan ITB




                                                                                                     Reaksi Kimia BP ANFO




                                                                                     3NH4NO3 + CH2    →   7H2O ↑ + CO2 ↑ + 3N2↑

                                                                                    2Al + 6NH2NO3 + CH2→13H2O + CO2 + 6N2 + Al2O3




                                                                                                                       23
2 # TA3211 Bahan Peledak & Teknik Peledakan SK Departemen Teknik Pertambangan ITB



                                                                                                    Menentukan Neraca Oksigen
                                                                                                     OB = Oo - 2 Co - ½ Ho

                                                                                    Keterangan:
                                                                                    Oo, Co, Ho, menyatakan jumlah gram atom masing-masing elemen. Persamaan
                                                                                    tersebut menyatakan bahwa dibutuhkan 2 atom oksigen untuk setiap atom karbon
                                                                                    dan ½ atom oksigen untuk setiap atom hidrogen.


                                                                                    Apabila terdapat elemen lain yang mempunyai afinitas terhadap oksigen maka,


                                                                                            OB = (Oo - ½ Nao - Cao ... dan lain-lain) - 2Co - ½ Ho


                                                                                    Tentukan gram atom setiap elemen per satuan berat.

                                                                                                                                                 24
2 # TA3211 Bahan Peledak & Teknik Peledakan SK Departemen Teknik Pertambangan ITB




                                                                                    NH4NO3 (BA=80), jumlah gram atom setiap elemen per 100 gram senyawa.

                                                                                                      N:       2 gram atom, per mole

                                                                                                               2/80 x 100 = 2,50 gram atom per 100 gram

                                                                                                      H:       4 gram atom per mole

                                                                                                               4/80 x 100 = 5,00 gram atom per 100 gram

                                                                                                      O:       3 gram atom per mole

                                                                                                               3/80 x 100 = 3,75 gram atom per 100 gram

                                                                                    Jumlah gram untuk masing-masing elemen per 100 gram senyawa, atau prosentasi

                                                                                    komposisi:

                                                                                                      N:       2,50 x 14 = 35 gram (35 % berat)

                                                                                                      H:       5,00 x 1 =   5 gram ( 5 % berat)

                                                                                                      O:       3,75 x 16 = 60 gram (60 % berat)


                                                                                                                                                     25
2 # TA3211 Bahan Peledak & Teknik Peledakan SK Departemen Teknik Pertambangan ITB
                                                                                       Analisis gram atom per 100 gram campuran.
                                                                                                 Nitroglyserin (NG)18%   C3 H5 (ONO2)3
                                                                                                 Trinitrotoluene (TNT)   3%
                                                                                                 Ammonium nitrate (AN)   55%
                                                                                                 Sodium nitrate (SN)     10%
                                                                                                 SG pulp (SG)            12%
                                                                                                 Calcium carbonate(CC)   2%
                                                                                                 Jumlah                  100%

                                                                                       18 gram (atau persen) nitrogliserin (NG) dalam 100 gram campuran terdapat
                                                                                       elemen hidrogen = 0,18 x 2,20 = 0,396 gram atom. Dengan cara yang sama
                                                                                       jumlah gram atom setiap elemen dalam setiap bahan dihitung seperti di bawah
                                                                                       in :
                                                                                                         Bahan              %            H0        N0          O0             C00           Ca0         Na0

                                                                                                             NG                 18      0,396      0,238       0,713          0,238          -           -
                                                                                                             TNT                 3      0,066      0,040       0,079          0,093          -           -
                                                                                                             AN                 55      2,748      1,374       2,061           -             -           -
                                                                                                             SN                 10        -        0,118       0,353           -             -           -
                                                                                                             SG                 12      0,756       -          0,257          0,500          -           -
                                                                                                             CC                  2            -     -          0,060          0,020         0,020        -
                                                                                                             Total          100         3,966      1,770       3,523          0,851         0,020       0,118

                                                                                    Ca = 40.08   C = 12.01           H = 1.01        Mg = 200.61   N = 14.00     Al = 27.00         Na = 23.00      O = 16.00   Pb = 207.21

                                                                                                                                                                                                    26
2 # TA3211 Bahan Peledak & Teknik Peledakan SK Departemen Teknik Pertambangan ITB




                                                                                       Neraca oksigen dapat ditentukan.
                                                                                       OB = (OØ - 1/2 NaØ - CaØ) - 2 CØ - 1/2 HØ
                                                                                       OB = (3,523 - 1/2 x 0,118 - 0,020) - 2 x 0,851 - 1/2 x 3,966
                                                                                       OB = 3,444 - 3,685 = - 0,241 gram atom per 100 gram campuran (negatif)
                                                                                       Karena kekurangan oksigen bahan peledak tersebut akan menghasilkan
                                                                                        sejumlah gas CO.


                                                                                                                 %             H            N        O          C

                                                                                                      AN         X          5,00 X        2,50 X   3,75 X       -

                                                                                                      FO         Y          14,80Y          -        -        7,10 Y

                                                                                                      Total     1,00     (5,00 + 14,80)   2,50 X   3,75 X     7,10 Y




                                                                                                                                                         27
2 # TA3211 Bahan Peledak & Teknik Peledakan SK Departemen Teknik Pertambangan ITB

                                                                                       Bahan peledak mengandung AN, NG, dan "wood pulp"
                                                                                        (SG) yang perlu dihitung berapa perbandingan setiap
                                                                                                      bahan dalam campuran


                                                                                    Apabila persamaan reaksinya diketahui maka dapat dihitung sebagai berikut :
                                                                                            a AN + b NG + c SG = d CO2 + e H2O = f N2
                                                                                    atau
                                                                                            11 NH4NO3 + 2 C3H5(NO3)3 + C6H10O5 = 12 CO2 + 32 H2O + 14 N2
                                                                                    substitusikan berat molekul untuk setiap senyawa,
                                                                                            11(80) + 2(227) + 1 (162) = 12(44) + 32 (18) + 14 (28)
                                                                                            1496 gram = 1496 gram
                                                                                    Jadi prosentase masing-masing bahan (senyawa) adalah
                                                                                     AN = 100 X (880/1496) = 58,8 %
                                                                                     NG = 100 X (454/1496) = 30,4 %
                                                                                     SG = 100 X (162/1496) = 10,8 %



                                                                                                                                                  28
2 # TA3211 Bahan Peledak & Teknik Peledakan SK Departemen Teknik Pertambangan ITB

                                                                                        Cara menghitung perbandingan bahan-bahan
                                                                                         dalam bahan peledak dimana persamaan
                                                                                                reaksinya tidak diketahui
                                                                                    Bahan peledak ANFO dengan campuran yang diharapkan memiliki neraca oksigen nol (zero
                                                                                       oxygen balance).
                                                                                     a AN + b FO = c CO2 + d H2O + e N2
                                                                                    Karena X + Y sama dengan 100 persen, maka X + Y = 1
                                                                                     OB = OØ - 2 CØ - 1/2 HØ
                                                                                    Substitusikan angka gram setiap elemen ke dalam persamaan :
                                                                                     OB = 3,75 X - 2 (7,10 Y) - 1/2 (5,00 X + 14,8 Y) = 0
                                                                                     1,25 X = 21,60 Y
                                                                                     X = 17,3 Y
                                                                                    Apabila X + Y = 1, maka 17,3 Y + Y = 1
                                                                                     Y = 0,055 (5,5 % FO)
                                                                                     X = 0,945 (945 % AN)
                                                                                    Contoh beberapa campuran ANFO dengan neraca oksigennya :
                                                                                    1. 94,5 % AN - 5,5 % FO (neraca oksigen no. 1)
                                                                                       3 NH4NO3 + CH2 = 7 H2O + CO2 + 3 N2 + 930 Kcal/kg
                                                                                    2. 92,0 % AN - 8,0 % FO (fuel excess)
                                                                                       2 NH4NO3 + CH2 = 5 H2O + CO + 2 N2 + 810 Kcal/kg
                                                                                    3. 96,6 % AN - 3,4 % FO (fuel shortage)
                                                                                       5 NH4NO3 + CH2 = 11 H2O + CO2 + 2 NO + 4 N2 + 600 Kcal/kg
                                                                                                                                                     29
2 # TA3211 Bahan Peledak & Teknik Peledakan SK Departemen Teknik Pertambangan ITB




                                                                                                      OB = (Oo - ½ Nao - Cao) - 2 Co - ½Ho

                                                                                      OB = {(3,523) – (½ x 0,118) – (1 x 0,020)} – (2 x 0,851) – (½ x 3,966)

                                                                                                       OB = -0,24 gram atom/100 gram

                                                                                                               Campuran (negatif)

                                                                                    Kekurangan oksigen bahan peledak tersebut akan menghasilkan sejumlah

                                                                                                                    gas CO.




                                                                                                                                              30
2 # TA3211 Bahan Peledak & Teknik Peledakan SK Departemen Teknik Pertambangan ITB




                                                                                                        Variasi Campuran ANFO

                                                                                    94,5 % AN - 5,5 % FO Neraca Oksigen
                                                                                    3 NH4NO3 + CH2 → 7 H2O + CO2 + 3 N2 + 930 Kcal/kg


                                                                                    92,0 % AN - 8,0 % FO Bahan bakar berlebih
                                                                                    2 NH4NO3 + CH2 → 5 H2O + CO + 2 N2 + 810 Kcal/kg


                                                                                    96,6 % AN - 3,4 % FO Kurang bahan bakar
                                                                                    5 NH4NO3 + CH2 → 11 H2O + CO2 + 2 NO + 4 N2 + 600 Kcal/kg




                                                                                                                                    31
2 # TA3211 Bahan Peledak & Teknik Peledakan SK Departemen Teknik Pertambangan ITB




32
                                                                         Produk Bahan Peledak-1
2 # TA3211 Bahan Peledak & Teknik Peledakan SK Departemen Teknik Pertambangan ITB




33
                                                                     Produk Bahan Peledak-2

More Related Content

What's hot

Rancangan Peledakan Underground
Rancangan Peledakan UndergroundRancangan Peledakan Underground
Rancangan Peledakan UndergroundMario Yuven
 
Proses pemboran lubang tembak
Proses pemboran lubang tembakProses pemboran lubang tembak
Proses pemboran lubang tembakseed3d
 
SNI Uji Kuat Geser Batuan
SNI Uji Kuat Geser BatuanSNI Uji Kuat Geser Batuan
SNI Uji Kuat Geser Batuanyuliadiyuliadi2
 
MATERI 4 HIDROGEOLOGI ; EKSPLORASI AIR TANAH (Manajemen Pertambangan & Ener...
MATERI 4 HIDROGEOLOGI ; EKSPLORASI  AIR  TANAH (Manajemen Pertambangan & Ener...MATERI 4 HIDROGEOLOGI ; EKSPLORASI  AIR  TANAH (Manajemen Pertambangan & Ener...
MATERI 4 HIDROGEOLOGI ; EKSPLORASI AIR TANAH (Manajemen Pertambangan & Ener...YOHANIS SAHABAT
 
Contoh judul kp
Contoh judul kpContoh judul kp
Contoh judul kpsusanto .
 
Tipe dan jenis bahan peledak
Tipe dan jenis bahan peledakTipe dan jenis bahan peledak
Tipe dan jenis bahan peledakUVRI - UKDM
 
GeoTek Kestabilan Lereng
GeoTek Kestabilan LerengGeoTek Kestabilan Lereng
GeoTek Kestabilan LerengAyu Kuleh Putri
 
Menentukan lokasi pemboran dan peledakan
Menentukan lokasi pemboran dan peledakanMenentukan lokasi pemboran dan peledakan
Menentukan lokasi pemboran dan peledakanseed3d
 
Perencanaan tambang
Perencanaan tambangPerencanaan tambang
Perencanaan tambangramaldini
 
Sni 13 4726-1998 klasifikasi sumberdaya mineral dan cadangan-
Sni 13 4726-1998 klasifikasi sumberdaya mineral dan cadangan-Sni 13 4726-1998 klasifikasi sumberdaya mineral dan cadangan-
Sni 13 4726-1998 klasifikasi sumberdaya mineral dan cadangan-feronika purba
 
Gophering and Glory Hole Underground Mining
Gophering and Glory Hole Underground MiningGophering and Glory Hole Underground Mining
Gophering and Glory Hole Underground MiningIhsan Arif
 
genesa mineral bijih pembukaan
genesa mineral bijih pembukaangenesa mineral bijih pembukaan
genesa mineral bijih pembukaandesra99
 
Pengantar perencanaan tambang
Pengantar perencanaan tambangPengantar perencanaan tambang
Pengantar perencanaan tambangIpung Noor
 
Investasi tambang
Investasi tambangInvestasi tambang
Investasi tambangSyarif .
 
Model endapan bahan galian
Model endapan bahan galianModel endapan bahan galian
Model endapan bahan galianseed3d
 
Evaluasi cadangan itm
Evaluasi cadangan itmEvaluasi cadangan itm
Evaluasi cadangan itmNando Ltoruan
 
Abstrak skripsi
Abstrak skripsiAbstrak skripsi
Abstrak skripsibankir212
 

What's hot (20)

Rancangan Peledakan Underground
Rancangan Peledakan UndergroundRancangan Peledakan Underground
Rancangan Peledakan Underground
 
Proses pemboran lubang tembak
Proses pemboran lubang tembakProses pemboran lubang tembak
Proses pemboran lubang tembak
 
SNI Uji Kuat Geser Batuan
SNI Uji Kuat Geser BatuanSNI Uji Kuat Geser Batuan
SNI Uji Kuat Geser Batuan
 
MATERI 4 HIDROGEOLOGI ; EKSPLORASI AIR TANAH (Manajemen Pertambangan & Ener...
MATERI 4 HIDROGEOLOGI ; EKSPLORASI  AIR  TANAH (Manajemen Pertambangan & Ener...MATERI 4 HIDROGEOLOGI ; EKSPLORASI  AIR  TANAH (Manajemen Pertambangan & Ener...
MATERI 4 HIDROGEOLOGI ; EKSPLORASI AIR TANAH (Manajemen Pertambangan & Ener...
 
Contoh judul kp
Contoh judul kpContoh judul kp
Contoh judul kp
 
Tipe dan jenis bahan peledak
Tipe dan jenis bahan peledakTipe dan jenis bahan peledak
Tipe dan jenis bahan peledak
 
GeoTek Kestabilan Lereng
GeoTek Kestabilan LerengGeoTek Kestabilan Lereng
GeoTek Kestabilan Lereng
 
Menentukan lokasi pemboran dan peledakan
Menentukan lokasi pemboran dan peledakanMenentukan lokasi pemboran dan peledakan
Menentukan lokasi pemboran dan peledakan
 
Perencanaan tambang
Perencanaan tambangPerencanaan tambang
Perencanaan tambang
 
Sni 13 4726-1998 klasifikasi sumberdaya mineral dan cadangan-
Sni 13 4726-1998 klasifikasi sumberdaya mineral dan cadangan-Sni 13 4726-1998 klasifikasi sumberdaya mineral dan cadangan-
Sni 13 4726-1998 klasifikasi sumberdaya mineral dan cadangan-
 
Gophering and Glory Hole Underground Mining
Gophering and Glory Hole Underground MiningGophering and Glory Hole Underground Mining
Gophering and Glory Hole Underground Mining
 
Tahapan eksplorasi
Tahapan eksplorasiTahapan eksplorasi
Tahapan eksplorasi
 
genesa mineral bijih pembukaan
genesa mineral bijih pembukaangenesa mineral bijih pembukaan
genesa mineral bijih pembukaan
 
Klasifikasi RQD
Klasifikasi RQDKlasifikasi RQD
Klasifikasi RQD
 
Deskripsi core
Deskripsi coreDeskripsi core
Deskripsi core
 
Pengantar perencanaan tambang
Pengantar perencanaan tambangPengantar perencanaan tambang
Pengantar perencanaan tambang
 
Investasi tambang
Investasi tambangInvestasi tambang
Investasi tambang
 
Model endapan bahan galian
Model endapan bahan galianModel endapan bahan galian
Model endapan bahan galian
 
Evaluasi cadangan itm
Evaluasi cadangan itmEvaluasi cadangan itm
Evaluasi cadangan itm
 
Abstrak skripsi
Abstrak skripsiAbstrak skripsi
Abstrak skripsi
 

Sejarah Bahan Peledak

  • 1. 2 # TA3211 Bahan Peledak & Teknik Peledakan SK Departemen Teknik Pertambangan ITB 2. SEJARAH BAHAN PELEDAK & ZOB Departemen Teknik Pertambangan ITB Dr. Suseno Kramadibrata 1
  • 2. 2 # TA3211 Bahan Peledak & Teknik Peledakan SK Departemen Teknik Pertambangan ITB Bahan Peledak Kimia  Senyawa kimia yang bila kena panas, benturan, gesekan atau kejutan secara cepat dengan sendirinya akan bereaksi dan terurai.  Menghasilkan produk yang lebih stabil, gas-gas bertekanan tinggi, karena gas-gas tersebut mengembang pada suhu tinggi akibat panas yang dihasilkan dari reaksi eksotermis.  Energi keluaran terutama tergantung pada jumlah panas yang dihasilkan selama peledakan.  Detonation menunjukkan kecepatan reaksi kimia > kecepatan suara dan menyebabkan shattering effects  Deflageration menunjukkan kecepatan reaksi kimia < kecepatan suara & menyebabkan heaving effect.  Agar dapat dipakai dengan aman, BP harus mempunyai stabilitas kimia yang baik pada berbagai kondisi seperti, gesekan, impak, atau panas.  Berdasarkan nilai stabilitas kimianya atau sensitivitasnya maka BP dibagi kedalam grup BP Utama, BP Kedua, dan BP Ketiga. Selain itu BP juga dibagi menurut BP propelant dan BP piroteknik beserta sub-grupnya 2
  • 3. 2 # TA3211 Bahan Peledak & Teknik Peledakan SK Departemen Teknik Pertambangan ITB Sejarah Black Powder Tahun Pustaka Keterangan Pertama kali menyebut saltpeter dalam tulisannya, & menamakan “black Abad 13 Abd. Allah (Arabian) powder” sebagai “Chinese snow” Sejarah Cina dari Abad 13 Dinasti Sung 1242 Roger Bacon Menuliskan formula “black powder” ± 1300 Berthold Schwarz Menuliskan black powder sebagain bahan bakar senjata api Memakai black powder dalam tamban Royal Mines of Schemnitz di Ober 1627 Kasper Weindl Biberstollen, Hongaria Milton, Masachussets, 1675 Pabrik black powder didirikan US 1689 Cornwall, Inggris Black powder dipakai di tambang timah 1696 Albula, Switzerland Black powder dipakai untuk konstruksi jalan Elenthere Irenee Du 1804 Produksi black powder di Wilmington, Delaware, US Pont Mengganti chilan saltpeter (sodium nitrate) dengan potassium nitrate dalam 1857 Lammont Du Pont black powder (B blasting powder) 1917 Perang Dunia I Pemakaian black powder sebanyak 227,118,525 lb 1930-1940 Banyak pabrik black powder ditutup karena kurang pasaran 1973 Du Pont tidak lagi memasarkan black powder 3
  • 4. 2 # TA3211 Bahan Peledak & Teknik Peledakan SK Departemen Teknik Pertambangan ITB Sejarah Dynamite Tahun Pustaka Keterangan 1846 Ascanio Sobero Menemukan nitroglycerin 1861 Alfred Nobel Mendirikan pabrik kecil nitroglycerin di Heleneborg, Swedia 1863 Alfred Nobel Mempatenkan campuran black powder dengan nitroglycerin 1866 Alfred Nobel Mencampur nitroglycerin dengan kieselguhr untuk membuat dynamite 1866 George Mowbray Mendirikan pabrik nitroglycerin di Titus Pennsylvania, Amerika Menemukan blasting gelatin dengan cara melarutkan nitrocelulose dalam 1875 Alfred Nobel nitroglycerin dan memperkenalkan gelatin dynamite 1880 Du Pont Membentuk perusahaan Repauno Chemical di New Jersey, membuat dynamite 1880’s Tambang batubara Permissible dynamites diteliti di Europe untuk tambang batubara Eropa Dynamites diuji dahulu sebelum diijinkan untuk pemakian tambang batubara 1908 USGS bawah tanah Ethylene glycol dinitrate yang dicampur dengan nitroglycerin memecahkan 1925 persoalan dynamite yang mudah beku 1936 Biazzi Mendemonstrasikan proses menerus untuk produksi glycerin di Europe AN dicampur dengan bermacam-macam bahan bakar mulai menggantikan 1950’s sejumlah besar penggunaan nitroglycerin dynamites. Water gel explosives yang diberi nama dagang Tovex 4
  • 5. 2 # TA3211 Bahan Peledak & Teknik Peledakan SK Departemen Teknik Pertambangan ITB Sejarah AN & Water Gel Tovex Tahun Pustaka Keterangan 1659 J.R. Glauber Membuat & menguraikan nitrate Johan Naorrbin & 1867 Johan Ohisson Mempatenkan penggunaan bahan-bahan padat seperti ozokerite dan parafin 1873 Alfred Nobel agar AN dynamite kedap air 1879 Alfred Nobel Mempatenkan pengunaan AN dalam geliten dynamites Memperkenalkan metode pelapisan AN dengan parafin dan lainnya untuk 1885 Peniman menambah sifat kedap air 1935 Du Pont Nitramon blasting agent komersial pertama yang diperkenalkan oleh Du Pont Mulai penelitian tentang water gel explosives di Eastern Laboratory, New Jersey, 1942 Du Pont US 1955 Campuran AN dan carbonaceous fuel diperkenalkan dalam dry mixed 1957 Water gel explosive diperdagangkan 1958 Du Pont Mulai membuat Tovex berdiameter besar 1964 Du Pont Mulai mengoperasikan truk water gel di Mesabi Iron Range, Minnesota, US 1970 Du Pont Mengembangkan program Tovex berdiameter kecil 1974 Du Pont Menggantikan Du Pont dynamite dengan Tovex water gels 5
  • 6. 2 # TA3211 Bahan Peledak & Teknik Peledakan SK Departemen Teknik Pertambangan ITB Sejarah Initiating Devices Tahun Pustaka Keterangan Meledakkan black powder memakai bunga api listrik (electric spark). The Royal 1745 Doctor Watson Society of England 1750 Ben Franklin Memperbaiki cara Watson dengan memadatkan black powder dalam kotak Mempatenkan penembakan dengan listrik. Penembakan black powder oleh percikan 1830 Mosses Shaw api listrik melalui campuran fulminating silver dan black powder Dr. Robert 1830-1932 Mengembangkan metode kawat pijar (bridge wire) dari peledakan listrik Hare Mengembangkan metode penyalaan nitroglycerin memakai sumbu api, black powder 1864-1867 Alfred Nobel igniters dan yang terakhir kapsul dari mercury fulminate, yaitu detonator komersial pertama Memperkenalkan detonator listrik yang dinyalakan oleh kawat pijar dan 1870’s H. Julius Smith mengembangkan portable generator type blasting machine 1895 H. Julius Smith Memperkenalkan delay EB, detonator menggunakan sumbu api sebagai delay train 1913 Cordesu detonating cord diperkenalkan ke US 1926 Du Pont Mengganti mercury fulminate dengan tetrylsebagai base charge dalam detonator Akhir 1920 Diperkenalkan vented delay EB cap dengan delay train di dalamnya 6
  • 7. 2 # TA3211 Bahan Peledak & Teknik Peledakan SK Departemen Teknik Pertambangan ITB Sejarah Initiating Devices Tahun Pustaka Keterangan Penggantian mercury fulminate dalam ignition dan primer charge dengan bahan-bahan 1930’s bermacam-macam senyawa bahan peledak yang lebih stabil 1930’s Diperkenalkan ventless delay caps 1937 Dikembangkan sumbu ledak dengan PETN di dalam suatu anyaman fabric Plastik mengganti cotton yarn/enamel sebagai isolator untuk legwire EB caps dan 1940’s menyempurnakan sumbat dari EB caps dengan sumber karet 1940’s Tetryl diganti oleh PETN sebagai detonator’s base charge Diperkenalkan short interval delay EB caps yang mempunyai delay interval dalam 1946 milidetik Capacitor discharge type blasting machine mulai menggantikan sebagian besar 1948 generator type blasting machine karena aman dan lebih dapat diandalkan Dikembangkan delay connector untuk sumbu ledak yang memberikan suatu delay yang 1950 relative tepat dari sumbu ledak Low energy detonating cord diperkenalkan yang menyebabkan pebaikan dari non 1960 electrical detonating system Diperkenalkan non electric delay cap yang memberikan perbaikan waktu dan 1976 pengurangan tingkat kegaduhan (noise level) 7
  • 8. 2 # TA3211 Bahan Peledak & Teknik Peledakan SK Departemen Teknik Pertambangan ITB BAHAN PELEDAK NUKLIR KIMIA MEKANIS Bahan Peledak Kuat Bahan Peledak Lemah VOD > Sonic Velocity VOD < Sonic Velocity High – Low Brisance Deflagrasi Detonation Burnt Tekanan > 100 MPa Tekanan < 100 MPa Primer Sekunder Tertier Nyala Api, Kejut Energi besar Energi besar Black Powder BP Tunggal BP Komposit Lead Azide, Nitroglycerin, Pentolite Mononitrotoluene Permissible Mercury Fulminate, Nitroglycol, Dynamites Amonium Nitrate Silver Azide, Nitromethane, Composisiton B Amonium Perchlorate Lead styphnate, RDX, HMT Cyclotol, ANFO Non Permissible Diamino-dintophenol TNT, TATB Slurries, Watergells Emulsions 8
  • 9. 2 # TA3211 Bahan Peledak & Teknik Peledakan SK Departemen Teknik Pertambangan ITB Karakteristik BP Kuat  Diharapkan menghasilkan panas peledakan (heat of explosion) setinggi mungkin  Memberikan energi yang maksimum  Menghindari terbentuknya gas-gas beracun (fumes).  BP komersial perlu mencapai oxygen balance.  Produk umum yang diharapkan: uap air (H2O), carbon dioxide (CO2), gas nitrogen (N2), dan oksida padat yang semuanya adalah relatif lembam (inert) dan tidak beracun 9
  • 10. 2 # TA3211 Bahan Peledak & Teknik Peledakan SK Departemen Teknik Pertambangan ITB Klasifikasi Umum BP Kimia Macam Reaksi Contoh "Low explosives" "Deflagrate" (terbakar) Black powder "High explosives" "Detonate" (meledak) Nitro glycerin (NG), dynamite "Blasting agent" "Detonate" (meledak) AN-FO, slurry 10
  • 11. 2 # TA3211 Bahan Peledak & Teknik Peledakan SK Departemen Teknik Pertambangan ITB Pembagian BP Kimia - R.L. Ash  Bahan peledak kuat (high explosive), yang memiliki sifat "detonation" dengan kecepatan detonasi 5.000 - 24.000 feet per second (fps).  Bahan peledak lemah (low explosive), yang memiliki sifat "deflagration" dengan kecepatan reaksi < 5.000 fps. 11
  • 12. 2 # TA3211 Bahan Peledak & Teknik Peledakan SK Departemen Teknik Pertambangan ITB Pembagian BP - Anon (1977)  Bahan peledak kuat (high explosives)  Bahan peledak lemah (low explosives)  Blasting agents 12
  • 13. 2 # TA3211 Bahan Peledak & Teknik Peledakan SK Departemen Teknik Pertambangan ITB Pembagian BP Kimia - Mike Smith (Mining Magazine, Feb. 1988)  Bahan peledak kuat (high explosives)  Blasting agents  Special explosives  Explosive substitutes 13
  • 14. 2 # TA3211 Bahan Peledak & Teknik Peledakan SK Departemen Teknik Pertambangan ITB Kelompok Oksider, Bahan Bakar & Sensitiser Komponen ANFO Watergel A.N. Liquor A.N. Prill Liquor and/or A.N. Liquor A.N. Sodium Nitrate Sodium Nitrate Oksidiser Calcium Nitrate Calsium Nitrate Potassium Nitrate Minyak Minyak Solar Alumunium Alumunium Bahan Bakar Coal Sulphur Others Udara Udara Sensitisers Udara Microballons Microballons Chemical Gassing Chemical Gassing 14
  • 15. 2 # TA3211 Bahan Peledak & Teknik Peledakan SK Departemen Teknik Pertambangan ITB Explosive Train Sistem Penyalaan Bahan Peledak Utama • Detonator elektrik  High Explosive • Detonator elektronik Primer  Blasting Agent Stimulus Cast Primer • Sumbu api Booster • ANFO • Sumbu ledak • Heavy ANFO • NONEL • Bulk Emulsion Sifat-Sifat Cast Primer  BI > 1.6 gr/cc  Sensitivitas tinggi  Ketahanan terhadap air tinggi  Kekuatan secara fisik sangat baik  Umur tabung 5 tahun,  pentolite BP kuat (PETN/TNT)  Dipicu oleh detonator / sumbu ledak  Dipakai untuk memicu BP bersensitivitas rendah 15
  • 16. 2 # TA3211 Bahan Peledak & Teknik Peledakan SK Departemen Teknik Pertambangan ITB Tekanan - MPa Bahan Peledak - A Volume – m3 16 Bahan Peledak - B Kurva PV Bahan Peledak
  • 17. 2 # TA3211 Bahan Peledak & Teknik Peledakan SK Departemen Teknik Pertambangan ITB BAHAN BAKAR OKSIDER Bahan Peledak Segitiga Detonasi 17 PENYALAAN
  • 18. 2 # TA3211 Bahan Peledak & Teknik Peledakan SK Departemen Teknik Pertambangan ITB Ledakan & Bahan Peledak  Suatu pengembangan material secara cepat ke dalam volume yang lebih besar daripada aslinya.  Ledakan gas akibat pengembangan yang cepat dalam balon, pecahnya tanki gas bertekanan.  Hasil pembakaran cepat dari black powder di dalam suatu tabung atau juga yang berasal dari detonasi muatan TNT.  Energi ledakan kebanyakan BP adalah sekitar 4 MJ/kg.  Ledakan BP 1 kg, dapat memanaskan 10 kg air dari 4 ke 100oC.  Temperatur ledakan 2000 - 5000oK dan tekanannya 1 - 20 GPa (10.000 atm – 200.000 atm) 18
  • 19. 2 # TA3211 Bahan Peledak & Teknik Peledakan SK Departemen Teknik Pertambangan ITB Karakteristik Detonasi  Kecepatan reaksi kimia semua BP fungsi kekuatan gelombang kejut. BP dengan molekul-molekul berenergi tinggi akan menghasilkan reaksi dekomposisi kimia (detonasi) sangat cepat.  Laju perubahan kekuatan gelombang kejut fungsi amplitudo gelombang kejutnya.  Reaksi detonasi BP komersial sangat bergantung kepada ukuran pemuatan BP & derajat pengukungan. BP komersil umumnya memiliki energi dalam rendah & seringnya berupa gabungan dari komponen BBM & oksider yang disatukan dalam butiran yang berbeda. Reaksi kimianya BP jenis ini hanya terjadi saat peledakan.  BP ANFO merupakan campuran butir AN & BBM solar 5.5%. ρ ANFO 0.8 - 1 gr/cc, & umumnya tidak mampu berdetonasi dlm bentuk dodol takterkurung dgn φ < 50 mm.  Tetapi, BP yang sama bila dimuatkan kedalam lubang bor dgn φ 38 mm, akan mampu diledakkan oleh detonator standard no. 8.  Di dalam lubang tembak, dimana terjadi pengukungan oleh batuan, P & T tinggi yang dibangkitkan BP akan terus dipelihara lebih lama daripada bila ledakan itu terjadi pada muatan tak terkurung, & memberikan waktu lebih untuk terjadi reaksi kimia.  Tabung logam yang berkekuatan sama dgn batuan ternyata kurang efektif bila dibandingkan dgn lubang tembak φ 35 mm. Hal ini ditunjukkan oleh rendahnya VOD & bertambahnya produk beracun dari peledakan di dalam tabung logam. 19
  • 20. 2 # TA3211 Bahan Peledak & Teknik Peledakan SK Departemen Teknik Pertambangan ITB Klasifikasi Metode Pemecahan Batuan Berdasarkan Sumber Energi Sumber Energi Metode Alat / Mesin Yang Digunakan "High explosives, blasting agent, liquid oxygen Kimia Peledakan (LOX), black powder" Mekanis "Pneumatic" Udara bertekanan tinggi, silinder carbondioxide "Ripping" "Ripper teeth, dozer blade" "Impact" "Hydraulic impact hammer, drop ball" Fluida Menyemprot tanah (soil) "Hydraulicking" (monitor) Menyembur batuan "Hydraulic jet" Electric arc atau lom- Listrik "Electrofrac machines" patan listrik 20
  • 21. 2 # TA3211 Bahan Peledak & Teknik Peledakan SK Departemen Teknik Pertambangan ITB Ingredient Formula Function Ethylene glycol dinitrate C2 H4 (NO3)2 Explosive base lowers freezing point Nitrocellulose (guncotton) C6 H2 (NO3)3 O2 Explosive base gelatinizing agent Nitroglycerin C3 H3 (NO3)3 Explosive base Tetranitro-diglycerin C6 H2O N1 O13 Explosive base lowers freezing point Nitrostarch - Explosive base conhcadache explosive Organic nitrocompounds - Explosive base lowers freezing point Trinitrotoluene (TNT) C2 H6 N3 O3 Explosive base Metallic powder Al Fuel-sensitizer used in high density slurries Black powder Na NO3 + C + S Explosive base Deflagrates Pentaerythritetetranitrate (PETN) C5 H4 N2 O12 Explosive base caps, detonating fuse Lead azide Pb (N3)2 Explosive base used in blasting caps Mercury fulminate Hg (ONC)2 Do Ammonium nitrate NH4 NO3 Oxygen carrier oxygen carrier Liquid oxygen O2 Oxygen carrier Sodium nitrate Na NO3 Oxygen carrier reduces freezing point Potassium nitrate K NO3 Oxygen carrier Ground coal C Absorbent Charcoal C Do Paraffin Cn H2a + 2 Do Sulfur S Do Fuel oil (C H3)2 (C H2)2 Combustible Wood pulp (C6 H1 O3)n Combustible absorbent Lampblack C Absorbent prevents taking Kieselguhr Si O2 Antacid Chalk Ca CO3 Antacid Calcium carbonate Ca CO3 Do Zinc oxide ZaO Do Sodium chloride Na Cl Flame depressant (permissible explosives) 21
  • 22. 2 # TA3211 Bahan Peledak & Teknik Peledakan SK Departemen Teknik Pertambangan ITB Name Mol. Formula Compositive, Gram-atoms/100 Grams Heat of Formation (Qr) wt. C H N O KCal/Mole KCal/Kg Nitroglycerin 227.1 C3 H5 (ONO2)3 1.32 2.20 1.32 3.95 82.66 364.0 Ethylene glycol dinitrate 153.0 C2 H4 (NO3)2 1.32 2.63 1.32 3.95 56.00 367.0 Nitrocellulose 297.1 C6 H7 (NO3) 3 O2 11.05 % N2 2.39 3.19 3.57 0.79 45.74 754.0 12.20 % N2 2.25 2.87 3.62 0.87 664.0 13.45 % N2 2.10 2.54 3.67 0.96 538.0 14.12 % N2 2.02 2.36 3.70 1.01 500.0 Trinitroluene 227.1 C6 H2 CH3 (NO2) 3 3.08 2.20 1.32 2.64 13.00 57.2 (2 - 4 - 6) Dinitrotoluene 182.1 C7 N2 O4 H6 3.84 3.29 1.10 2.20 6.90 38.00 Lead azide 291.3 Ph (N3)2 - Pb = 0.35 2.06 - -107.00 to -364.00 to -112.00 -386.00 Mercury fulminate 284.7 H7 (CNO)2 0.70 Na = 0.35 0.70 0.70 -65.46 -230.00 SG pulp 162.2 C6 H10 O5 4.17 0.30 - 2.14 163.01 1,050.00 X pulp C6 H10 O5 4.05 5.85 - 2.80 - 1,000.00 Paraffin (FO) 14.0 CH2 7.10 14.80 - - 7.02 500.0 Cellulose 3.71 6.18 - 3.09 2,270.00 1,400.00 Ammonium nitrate 80.1 NH4 NO3 - 5.00 2.50 3.75 87.93 1,098.00 Sodium nitrate 85.0 Na NO3 - Na = 1.18 1.18 3.53 112.45 1,323.00 Calcium carbonate 100.0 Ca CO3 1.00 Ca = 1.00 - 3.00 287.00 2,876.00 Tetryl 267.2 CH3 N (NO2)4 0.25 1.05 1.74 2.78 -9.30 -32.40 PETN 315.1 C (CH2 NO3) 4 + 4H2O 1.56 2.53 1.27 3.80 123.00 389.00 Picric acid 229.0 C9 H2 (NO2) OH 2.62 1.31 1.31 3.06 53.5 233.80 ADX 222.1 (CH3) 3 (NO2) 3 H3 1.35 2.70 2.70 2.70 -18.3 -82.40 22
  • 23. 2 # TA3211 Bahan Peledak & Teknik Peledakan SK Departemen Teknik Pertambangan ITB Reaksi Kimia BP ANFO 3NH4NO3 + CH2 → 7H2O ↑ + CO2 ↑ + 3N2↑ 2Al + 6NH2NO3 + CH2→13H2O + CO2 + 6N2 + Al2O3 23
  • 24. 2 # TA3211 Bahan Peledak & Teknik Peledakan SK Departemen Teknik Pertambangan ITB Menentukan Neraca Oksigen OB = Oo - 2 Co - ½ Ho Keterangan: Oo, Co, Ho, menyatakan jumlah gram atom masing-masing elemen. Persamaan tersebut menyatakan bahwa dibutuhkan 2 atom oksigen untuk setiap atom karbon dan ½ atom oksigen untuk setiap atom hidrogen. Apabila terdapat elemen lain yang mempunyai afinitas terhadap oksigen maka, OB = (Oo - ½ Nao - Cao ... dan lain-lain) - 2Co - ½ Ho Tentukan gram atom setiap elemen per satuan berat. 24
  • 25. 2 # TA3211 Bahan Peledak & Teknik Peledakan SK Departemen Teknik Pertambangan ITB NH4NO3 (BA=80), jumlah gram atom setiap elemen per 100 gram senyawa. N: 2 gram atom, per mole 2/80 x 100 = 2,50 gram atom per 100 gram H: 4 gram atom per mole 4/80 x 100 = 5,00 gram atom per 100 gram O: 3 gram atom per mole 3/80 x 100 = 3,75 gram atom per 100 gram Jumlah gram untuk masing-masing elemen per 100 gram senyawa, atau prosentasi komposisi: N: 2,50 x 14 = 35 gram (35 % berat) H: 5,00 x 1 = 5 gram ( 5 % berat) O: 3,75 x 16 = 60 gram (60 % berat) 25
  • 26. 2 # TA3211 Bahan Peledak & Teknik Peledakan SK Departemen Teknik Pertambangan ITB Analisis gram atom per 100 gram campuran. Nitroglyserin (NG)18% C3 H5 (ONO2)3 Trinitrotoluene (TNT) 3% Ammonium nitrate (AN) 55% Sodium nitrate (SN) 10% SG pulp (SG) 12% Calcium carbonate(CC) 2% Jumlah 100% 18 gram (atau persen) nitrogliserin (NG) dalam 100 gram campuran terdapat elemen hidrogen = 0,18 x 2,20 = 0,396 gram atom. Dengan cara yang sama jumlah gram atom setiap elemen dalam setiap bahan dihitung seperti di bawah in : Bahan % H0 N0 O0 C00 Ca0 Na0 NG 18 0,396 0,238 0,713 0,238 - - TNT 3 0,066 0,040 0,079 0,093 - - AN 55 2,748 1,374 2,061 - - - SN 10 - 0,118 0,353 - - - SG 12 0,756 - 0,257 0,500 - - CC 2 - - 0,060 0,020 0,020 - Total 100 3,966 1,770 3,523 0,851 0,020 0,118 Ca = 40.08 C = 12.01 H = 1.01 Mg = 200.61 N = 14.00 Al = 27.00 Na = 23.00 O = 16.00 Pb = 207.21 26
  • 27. 2 # TA3211 Bahan Peledak & Teknik Peledakan SK Departemen Teknik Pertambangan ITB  Neraca oksigen dapat ditentukan.  OB = (OØ - 1/2 NaØ - CaØ) - 2 CØ - 1/2 HØ  OB = (3,523 - 1/2 x 0,118 - 0,020) - 2 x 0,851 - 1/2 x 3,966  OB = 3,444 - 3,685 = - 0,241 gram atom per 100 gram campuran (negatif)  Karena kekurangan oksigen bahan peledak tersebut akan menghasilkan sejumlah gas CO. % H N O C AN X 5,00 X 2,50 X 3,75 X - FO Y 14,80Y - - 7,10 Y Total 1,00 (5,00 + 14,80) 2,50 X 3,75 X 7,10 Y 27
  • 28. 2 # TA3211 Bahan Peledak & Teknik Peledakan SK Departemen Teknik Pertambangan ITB Bahan peledak mengandung AN, NG, dan "wood pulp" (SG) yang perlu dihitung berapa perbandingan setiap bahan dalam campuran Apabila persamaan reaksinya diketahui maka dapat dihitung sebagai berikut :  a AN + b NG + c SG = d CO2 + e H2O = f N2 atau  11 NH4NO3 + 2 C3H5(NO3)3 + C6H10O5 = 12 CO2 + 32 H2O + 14 N2 substitusikan berat molekul untuk setiap senyawa,  11(80) + 2(227) + 1 (162) = 12(44) + 32 (18) + 14 (28)  1496 gram = 1496 gram Jadi prosentase masing-masing bahan (senyawa) adalah  AN = 100 X (880/1496) = 58,8 %  NG = 100 X (454/1496) = 30,4 %  SG = 100 X (162/1496) = 10,8 % 28
  • 29. 2 # TA3211 Bahan Peledak & Teknik Peledakan SK Departemen Teknik Pertambangan ITB Cara menghitung perbandingan bahan-bahan dalam bahan peledak dimana persamaan reaksinya tidak diketahui Bahan peledak ANFO dengan campuran yang diharapkan memiliki neraca oksigen nol (zero oxygen balance).  a AN + b FO = c CO2 + d H2O + e N2 Karena X + Y sama dengan 100 persen, maka X + Y = 1  OB = OØ - 2 CØ - 1/2 HØ Substitusikan angka gram setiap elemen ke dalam persamaan :  OB = 3,75 X - 2 (7,10 Y) - 1/2 (5,00 X + 14,8 Y) = 0  1,25 X = 21,60 Y  X = 17,3 Y Apabila X + Y = 1, maka 17,3 Y + Y = 1  Y = 0,055 (5,5 % FO)  X = 0,945 (945 % AN) Contoh beberapa campuran ANFO dengan neraca oksigennya : 1. 94,5 % AN - 5,5 % FO (neraca oksigen no. 1) 3 NH4NO3 + CH2 = 7 H2O + CO2 + 3 N2 + 930 Kcal/kg 2. 92,0 % AN - 8,0 % FO (fuel excess) 2 NH4NO3 + CH2 = 5 H2O + CO + 2 N2 + 810 Kcal/kg 3. 96,6 % AN - 3,4 % FO (fuel shortage) 5 NH4NO3 + CH2 = 11 H2O + CO2 + 2 NO + 4 N2 + 600 Kcal/kg 29
  • 30. 2 # TA3211 Bahan Peledak & Teknik Peledakan SK Departemen Teknik Pertambangan ITB OB = (Oo - ½ Nao - Cao) - 2 Co - ½Ho OB = {(3,523) – (½ x 0,118) – (1 x 0,020)} – (2 x 0,851) – (½ x 3,966) OB = -0,24 gram atom/100 gram Campuran (negatif) Kekurangan oksigen bahan peledak tersebut akan menghasilkan sejumlah gas CO. 30
  • 31. 2 # TA3211 Bahan Peledak & Teknik Peledakan SK Departemen Teknik Pertambangan ITB Variasi Campuran ANFO 94,5 % AN - 5,5 % FO Neraca Oksigen 3 NH4NO3 + CH2 → 7 H2O + CO2 + 3 N2 + 930 Kcal/kg 92,0 % AN - 8,0 % FO Bahan bakar berlebih 2 NH4NO3 + CH2 → 5 H2O + CO + 2 N2 + 810 Kcal/kg 96,6 % AN - 3,4 % FO Kurang bahan bakar 5 NH4NO3 + CH2 → 11 H2O + CO2 + 2 NO + 4 N2 + 600 Kcal/kg 31
  • 32. 2 # TA3211 Bahan Peledak & Teknik Peledakan SK Departemen Teknik Pertambangan ITB 32 Produk Bahan Peledak-1
  • 33. 2 # TA3211 Bahan Peledak & Teknik Peledakan SK Departemen Teknik Pertambangan ITB 33 Produk Bahan Peledak-2