Belajar Teknik Pertambangan: Klasifikasi Masa Batuan Q-System

Klasifikasi Massa Batuan Q-System

KLASIFIKASI MASSA BATUAN

(Q-SYSTEM)

Klasifikasi batuan Q-System dikenal juga dengan istilah Rock Tunneling Quality Index untuk keperluan perancangan penyangga penggalian bawah tanah.

Q-System digunakan dalam klasifikasi massa batuan sejak tahun 1980 di Iceland. Sistem ini pertama kali dikembangkan oleh Barton, dkk di 1974 berdasarkan pengalaman pembuatan terowongan terutama di Norwegia dan Finlandia.

Pembobotan Q-System didasarkan atas penaksiran numerik kualitas massa batuan berdasarkan 6 parameter berikut;

1. RQD (Rock Quality Designation)

2. Jumlah Kekar/Joint Set Number (Jn)

3. Kekasaran Kekar atau Kekar Utama/Joint Roughness Number (Jr)

4. Derajat Alterasi atau pengisian sepanjang kekar yang paling lemah/Joint Alteration Number (Ja)

5. Aliran Air/Joint Water Reduction Number (Jw)

6. Faktor Reduksi Tegangan /Stress Reduction Factor (SRF)

Dalam sistem ini, diperhatikan diskontinuitas dan joints. Angka dari Q bervariasi dari 0.001-1000 dan dihitung dengan menggunakan persamaan berikut ini:

1. RQD (Rock Quality Desgnation)

RQD = 100,4 - 3,68ω

Dimana ω : Frekuensi Joint (1/Spasi)

Tabel 1. RQD

Kualitas batuan menggunakan klasifikasi Q-system dapat berkisar dari Q= 0,0001 sampai Q= 1000 pada skala logaritmik kualitas massa batuan.

2. Jn (Joint Set Number)

Tabel 2. Jn

3. Jr (Joint Roughness Number)

Tabel 3. Jr

4. Ja (Joint Alteration Number)

Tabel 4. Rock Wall Contact

Tabel 5. Rock wall contact before 10 cm shear

Tabel 6. No rock wall contact when sheared

5. Jw (Joint Water Reduction Number)

Tabel 7. Jw

6. SRF (Stress Reduction Factor)

Tabel 8. SRF (1)

Tabel 9. SRF (2)

ESR

Perhitungan Equivalent Dimention berdasarkan lebar bukaan terowongan dan nilai ESR (Excavation Support Ratio). Nilai ESR sangat bergantung pada kategori penggalian.

ED = Excavation Span, Diameter or Height (m)/ESR

Tabel 10. ESR

Misalkan perhitung nilai Q :

Q = 90/4 x 3/1 x 1/15 = 4,5

Misalkan sebuah terowongan mau dibuka selebar 15 meter untuk keperluan pertambangan permanent maka;

ED = 15 / 1,6 = 9,4

Berdasarkan nilai ED dan nilai Q tersebut dapat diperkirakan hubungan antara lebar bukaan terowongan dengan sistem penyangga yang harus digunakan.

Hubungan tersebut dapat dilihat pada grafik yang dibuatkan oleh Barton tahun 1974. Grafik tersebut kemudian diupdate lagi oleh Grimstad dan Barton tahun 1993.

Dengan nilai ED: 9,4 dan Q : 4,5 maka masuk dalam kategori 4. Kategori 4 mengharuskan pemasangan rock bolt dengan spasi 2,1 meter dalam shotcrete setebal 4-10cm.

Jika nilai dari persamaan Q system telah ditemukan, maka system support dapat ditentukan berdasarkan grafik berikut ini.