5 2021 Teknik Pengeboran
5 2021 Teknik Pengeboran
5 2021 Teknik Pengeboran
Rotary
Macam alat bor Perkusi Rotary-Perkusi
(drag & roller)
1. Drill
▪ Drill Power X X X
▪ Drill Thrust X X X
▪ Drill Torque X X
▪ Drill Rotary speed X X
▪ Blow energi X
▪ Blow frequency X
2. Rod
▪ Rod dimension X X X
▪ Rod geometry X X X
▪ Material properties X X X
3. Bit
▪ Bit diameter X X X
▪ Bit geometry X X X
▪ Material properties X X X
4. Circulation fluid
▪ Fluid flow rate X X X
▪ Fluid properties X X X
Prinsip Dasar Pengeboran
Prinsip Dasar Pengeboran
• Manual drilling
• Mechanized drilling
10
Beberapa Jenis Mata Bor & Aplikasi Pengeboran
Rotari Auger Drill Bit
Drag Bit - Wing Bit
Tricone Roller Sharp
Rotari Bit
Teeth Bits
Tricone Roller Teeth Bit & Tricone
Roller Button Bit
Tricone Roller Button Bits
Rotari Perkusi Bit
Inserted
buttons
cemented
carbide
Tool body
14
Rotari Perkusi Bit
15
Rotari Perkusi Button
Bits
Inserted buttons
Button bit cemented Flushing
carbide holes &
flutes
16
Rotari Perkusi
Down The Hole
Hammer Drill
Bit
17
Down The Hole Hammer Drill Rig
18
Crawler Rock Drill
Rotari Perkusi
19
Crawler Rock Drill
CRD
Couplings
Furukawa
CRD CM-351 Ingersoll Rand
Tamrock Pantera
20
Aplikasi Jack Hammer
21
Jumbo Drill Untuk Pengeboran Bawah Tanah
22
Raise Boring Rotary
23
Teori Penetrasi & Pengeboran
24
4 Elemen Utama Operasi Pengeboran Rotari
hard rock
Top hammer
soft rock
hard rock
Down the hole
soft rock
hard rock
Rotary tricone
bit
soft rock
hard rock
Rotary drag bit
soft rock
Open pits
Quarries
BATUAN BEKU BATUAN METAMORFIK BATUAN SEDIMEN
GNEISS, SLATE
QUARTZOSE PHYLLITE, DLL
SCHIST, DLL
BATUAN KOMPAK
BATUAN RAPUH
eq = MAGNESIAN CLAY DAN SHALE
(FRIABLE ROCK)
LIMESTONE
eq = PISOLITE
BATUAN ABRASIF
BATUAN TIDAK
ABRASIF DIAMETER DIAMETER
LUBANG BOR LUBANG BOR
4-5 INCI < 4 INCI
BATUAN
BATUAN
TIDAK
ABRASIF
ABRASIF
KONDISI
PEMBORAN
KONDISI KONDISI BAIK
PEMBORAN PEMBORAN
CUKUP SUKAR
KONDISI KONDISI
PEMBORAN PEMBORAN
"OUTPUT" "OUTPUT" "OUTPUT" "OUTPUT" JELEK JELEK
KECIL BESAR KECIL BESAR
36
Ekstrapolasi Laju Pengeboran
1,5
D1
FPR =
D2
Energi Spesifik 1
• Konsep SE diajukan oleh Teale (Rabia, 1982) untuk menentukan
kemampuboran. SEv adalah energi yang dibutuhkan untuk
memindahkan satu unit volume batuan atau nilai minimum SE = nilai
kuat tekan batuan tersebut.
• Mellor (Rabia, 1982) SEa = (UCS/1000).
• Pada pengeboran SEv tidak bergantung pada bentuk mata dan jenis
mata bor, metode pengeboran dan kedalaman lubang bor. Dengan
asumsi ini USBM membedakan nilai SEv untuk berbagai tipe batuan
dengan menggunakan dua tipe bor.
• d = diameter mata bor
• Tr = 0.7 (perbandingan energi yang dihasilkan tiap pukulan pada alat
bor dengan yang sampai pada batuan)
4Tr POP
SE V =
πd2 PR
Energi Spesifik 2
48 Pm Re
PR(cm/min) =
π D SE
2
PR = Laju penembusan
Pm = Energi pengeboran (kgm/min)
Re = Perpindahan energi keluaran (antara 0.6-0.8)
D = Diameter lubang tembak (m)
SE = Energi spesifik per unit volum (kg m/cm3)
Energi Spesifik 3
2.35 W N
SE V =
d PR
Rock & Drill Parameters
Kahraman, IJRMMS/36/7/99, pp. 981-989
Kahraman/IJRMMS/36/7/99/981-989
Pen. Rate Bit dia Drill power Blow freq Pull press Blow press Rota. Press UCS UTS E SE Rebound Impact PLI P-wave Density Quartz
m/min mm kW (b) bpm bar bar bar (c) MPa MPa MPa MJ/m3 No. strength MPa m/s g/cc (q) %
0.68 76 14.00 2,520 60 150 50 123.80 6.60 10,682 0.72 61.00 82.90 5.30 5,300 2.73 0.00
0.71 76 14.00 3,000 60 110 60 123.80 6.60 10,682 0.72 61.00 82.90 5.30 5,300 2.73 0.00
0.82 76 14.00 3,000 60 110 60 123.80 6.60 10,682 0.72 61.00 82.90 5.30 5,300 2.73 0.00
1.70 76 15.50 3,600 70 120 60 20.10 1.20 1,566 0.13 36.00 70.40 1.10 2,000 2.55 17.00
1.58 76 15.50 3,600 70 120 60 20.10 1.20 1,566 0.13 36.00 70.40 1.10 2,000 2.55 17.00
0.65 76 15.50 3,600 60 100 50 45.20 5.80 11,092 0.09 53.00 80.30 3.60 4,500 2.77 65.00
0.40 76 15.50 3,600 80 100 60 149.20 16.10 8,746 1.27 70.00 87.80 11.20 4,600 3.00 80.00
1.15 76 15.50 3,600 70 120 60 68.00 6.00 6,830 0.34 59.00 83.40 3.50 6,300 2.92 0.00
1.10 76 15.50 3,600 60 100 50 68.00 6.00 6,830 0.34 59.00 83.40 3.50 6,300 2.92 0.00
1.08 76 15.50 3,600 80 130 60 68.00 6.00 6,830 0.34 59.00 83.40 3.50 6,300 2.92 0.00
1.21 76 15.50 3,600 60 100 65 51.30 7.00 7,193 0.18 55.00 82.20 4.60 5,400 2.74 0.00
1.08 76 15.50 3,600 60 100 60 51.30 7.00 7,193 0.18 55.00 82.20 4.60 5,400 2.74 0.00
1.19 76 15.50 3,600 60 100 60 51.30 7.00 7,193 0.18 55.00 82.20 4.60 5,400 2.74 0.00
0.95 76 11.50 2,350 30 100 60 69.10 7.50 21,116 0.11 62.00 81.20 5.80 2,900 2.88 0.00
0.91 76 11.50 2,350 30 100 60 69.10 7.50 21,116 0.11 62.00 81.20 5.80 2,900 2.88 0.00
0.85 76 15.50 3,600 100 120 70 110.90 10.10 10,901 0.56 64.00 89.50 10.30 5,200 2.96 0.00
0.78 76 15.50 3,600 100 120 170 110.90 10.10 10,901 0.56 64.00 89.50 10.30 5,200 2.96 0.00
1.41 76 17.50 3,600 75 100 65 39.50 5.20 4,060 0.19 56.00 76.10 2.70 3,100 2.20 0.00
0.97 89 11.50 2,350 10 100 10 45.10 6.00 2,419 0.42 68.00 80.50 4.60 3,300 2.42 0.00
1.10 89 14.00 2,520 60 150 50 45.10 6.00 2,419 0.42 68.00 80.50 4.60 3,300 2.42 0.00
1.17 89 14.00 2,520 60 150 50 45.10 6.00 2,419 0.42 68.00 80.50 4.60 3,300 2.42 0.00
1.27 89 17.50 3,200 75 100 65 39.50 5.20 4,060 0.19 56.00 76.10 2.70 3,100 2.20 0.00
1.42 89 15.50 3,200 60 90 60 25.70 5.80 10,562 0.03 54.00 85.00 4.20 5,200 2.70 57.00
1.12 89 17.50 3,200 100 110 75 54.30 11.70 20,224 0.07 59.00 90.30 13.20 5,000 2.63 30.00
0.73 102 14.00 2,520 60 150 50 123.80 6.60 10,682 0.72 61.00 82.90 5.30 5,300 2.73 0.00
1.20 102 14.00 2,520 60 150 50 45.10 6.00 2,419 0.42 68.00 80.50 4.60 3,300 2.42 0.00
1.15 102 14.00 2,520 60 150 50 45.10 6.00 2,419 0.42 68.00 80.50 4.60 3,300 2.42 0.00
0.75 102 25.00 2,040 110 100 110 61.80 6.60 19,566 0.10 44.00 84.30 6.70 2,800 3.61 0.00
0.47(b) 0.375
PR = 0.534 0.093
σ c (q)
Laju Pengeboran Tri-Cone Rotary Bit
• Warren, 1981
−1
aσ D 2
c 3
PR = 2
+b
c
N W ND
• Clark, 1982
4P
PR =
πD SE
2
• Hartman, 1959
VBW
PR =
A
PR = Penetration Rate (units not stated)
V = Volume of crater produced by single blow in drop test
B = Frequency of blows
W = Number of bit wings
A = Cross-sectional area of drill-hole
Laju Pengeboran Perkusi
Untuk menghitung spesifik energi dari
CRS, ada uji yang cukup sederhana,
• Tandanand and Unger, 1975
yaitu dengan menjatuhkan material
dengan ukuran 15 cm3 berapa kalI, lalu
PR 1
=
dihitung persentase material yang
PR = c
(OP)
a
( )b
RHIN.Sh.H
• Clark, 1982
C(e, m )Sg
1/2
K o TR 2
PR = (PA ) βo 2
AHEv W
PR = Penetration rate, in/min
Ce = Constant (English system), 6
TR = Coefficient of energy transfer, 0.8
g = gravitational acceleration, ft/s2
A = Area of piston face, in2
AH = Cross-sectional area of drill, in2
bo = Coefficient of momentum transfer (drill steel to piston)
Ko = Constant
Cm = Constant (Metric System), 0.5
S = Specific Surface
P = Operating air pressure, lb/in2
W = Weight of piston, lb
Ev = Volume specific energy, lb/in3
Energi Pengeboran Alat Bor Rotari Perkusi DHD
1
Ec = mp Vp 2 E c = Pm A p p
2
Prediksi Laju Pengeboran Rotari Perkusi DTH
POP
PR(m/min) = 31
D1,4
POP = Daya (gaya kinetik) yang tersedia pada piston (kW)
D = Diameter lubang tembak (mm)
Contoh:
POP = 18 Kw, D = 100 mm
Batuan dengan sc > 80 MPa dan dibor DTH, maka persamaannya adalah :
18
PR(m/min) = 31 1,4 = 0,88 m/menit
100
0.5 2
43 Pm Dp
Atau dengan persamaan lainnya adalah
PR(m/min) =
PR = Laju penembusan (inch/detik) 35 2 D1
Pm = Tekanan udara pada saat masuk piston (inch)
σ c + 1 D D
Dp = Diameter piston (inch)
σc
D = Diameter lubang tembak (inch)
sc = UCS batuan (lb/inch2)
49
Laju Pengeboran Diamond Drilling
2π(T − μFv r )
PR =
σA − Fv
PR = Depth of penetration per revolution
T = Torque
m = Coefficient of frictional resistance
Fv = Bit thrust
r = Bit radius
s = UCS
A = Cross-sectional area of bit
Laju Pengeboran Diamond Drilling
Energi Es Nm ML2T-2
1 1 5
−
ρ .(ES) .N.σN
2 3 6
PR = 1 1
−
σc .ρ 2 2
LINEAR
20 y = 0.0277x - 3.6215
R2 = 0.9343
15
F1 Vs F5
F1
10
Linear (F1 Vs F5)
0
0 200 400 600 800 1000
F5
Studi Laju Pengeboran
❖ Contoh
Laju Pengeboran vs. UCS Batuan Diorite,
Intermediate Tonalite & Volkanik
80
40
20
0
0 50 100 150 200 250
UCS (MPa)
57
Laju pengeboran vs. RMR Batuan Diorite,
Intermediate Tonalite & Volkanik
70
30
10
35 45 RMR 55 65
58
Implementasi
Pendahuluan
Collaring: Proses
berpindahnya mesin bor dari
lubang satu ke lubang
berikutnya adalah saat yg
kritis.
Lubang Berkualitas
Lubang Berkualitas
Peran Serta Production Crew
• Metode segitiga
• Survey/GPS manual
• Aquila system