Diktat Sistem Penambangan[1]

TA-2121 SISTEM PENAMBANGAN

KATA PENGANTAR

Pertambangan merupakan usaha kedua terbesar manusia setelah agrikultur. Kedua bidang ini berperingkat sama sebagai industri utama dalam kehidupan manusia. Di Indonesia, pertambangan merupakan kegiatan yang tidak dapat dipisahkan dari kehidupan perekonomian masyarakat yang semakin berkembang dalam hal penggunaan mineral-mineral ekonomis untuk pembangunan dan pemenuhan kebutuhan penunjang. Pengetahuan dibidang pertambangan tidak hanya membantu manusia menggali sumberdaya yang terdapat di alam, tetapi juga membantu manusia untuk menemukan sumberdaya lainnya yang dapat menunjang kehidupan mereka di masa depan. Diktat kuliah Sistem Penambangan ini dibuat untuk memberikan pengetahuan dasar kepada mahasiswa tahun kedua, Departemen Teknik Pertambangan ITB, mengenai sistem penambangan terbuka dan bawah tanah. Diktat ini memberikan pengenalan terhadap prinsip dan aplikasi dari metode dan peralatan yang digunakan pada tambang terbuka dan bawah tanah. Dengan mempelajari diktat ini, mahasiswa diharapkan akan memiliki pengetahuan dasar mengenai sistemsistem penambangan yang umum digunakan dan mampu mengembangkannya menjadi suatu metode yang lebih praktis dan ekonomis di masa yang akan datang. Ucapan terima kasih diberikan kepada semua pihak yang sudah membantu penulis dalam penyusunan diktat kuliah ini. Besar harapan penulis untuk menerima saran dan kritik demi pengembangan kegiatan pengajaran dan pembelajaran di Departemen Teknik Pertambangan ITB.

Bandung, Agustus 2008

Penulis

KATA PENGANTAR

i


DAFTAR ISI Halaman KATA PENGANTAR....................................................................................... DAFTAR ISI................................................................................................... DAFTAR GAMBAR........................................................................................ DAFTAR TABEL............................................................................................

i ii vi ix

BAB I

PENDAHULUAN .............................................................................

I-1

BAB II

TAHAP-TAHAP KEGIATAN USAHA PERTAMBANGAN DAN PERTIMBANGAN DASAR RENCANA PENAMBANGAN ............ 2.1 TAHAP-TAHAP KEGIATAN USAHA PERTAMBANGAN ..... 2.2 PERTIMBANGAN DASAR RENCANA PENAMBANGAN ..... 2.2.1 Pertimbangan Ekonomis ............................................. 2.2.2 Pertimbangan Teknis ...................................................

II-1 II-1 II-9 II-9 II-13

METODE PENAMBANGAN DAN PEMILIHANNYA ...................... 3.1 PEMBAGIAN METODE PENAMBANGAN............................. 3.2 PEMILIHAN METODE PENAMBANGAN............................... 3.3 TAMBANG TERBUKA ATAU BAWAH TANAH ..................... 3.3.1 Tambang Terbuka vs Tambang Bawah Tanah ..........

III-1 III-1 III-2 III-13 III-14

BAB IV TAMBANG TERBUKA..................................................................... 4.1 TAMBANG TERBUKA DENGAN EKSTRAKSI MEKANIS..... 4.1.1 Open Pit ....................................................................... 4.1.2 Quarry (Kuari) .............................................................. 4.1.3 Open Cast Mining........................................................ 4.1.4 Auger Mining................................................................ 4.1.5 Peralatan Penambangan............................................. 4.2.2 Lereng Timbunan......................................................... 4.2 METODE EKSTRAKSI DENGAN AIR ................................... 4.2.1 Placer Mining: Hydraulicking ....................................... 4.2.2 Placer Mining: Dredging .............................................. 4.2.3 Solution Mining: Borehole Extraction........................... 4.2.4 Solution Mining: Leaching............................................ 4.2.5 Manual Mining Method................................................. 4.3 MACAM-MACAM TAMBANG TERBUKA BATUBARA ..........

IV-1 IV-1 IV-1 IV-5 IV-10 IV-11 IV-12 IV-12 IV-13 IV-15 IV-16 IV-17 IV-19 IV-20 IV-21

BAB III

BAB V

TEKNIK PENAMBANGAN BAWAH TANAH................................... 5.1 KEGIATAN PENAMBANGAN BAWAH TANAH..................... 5.2 SIFAT-SIFAT BADAN BIJIH YANG MEMPENGARUHI METODE PENAMBANGAN ................................................... 5.2.1 Geometri Badan Bijih ................................................... 5.2.2 Disposisi dan Orientasi ................................................

DAFTAR ISI

V-1 V-1 V-3 V-3 V-3

ii


5.2.3 Ukuran.......................................................................... 5.2.4 Geomekanika ............................................................... 5.3 PERSIAPAN PEMBUKAAN TAMBANG BAWAH TANAH..... 5.3.1 Pengertian dan Tujuan................................................. 5.3.2 Bentuk dan Geometri Lubang Bukaan ........................ 5.3.3 Teknik Penggalian Lubang Bukaan ............................. 5.3.4 Material Penyangga dan Perkuatan Lubang Bukaan ......................................................................... 5.3.5 Sistem Pengangkutan Tambang Bawah Tanah .......... 5.3.6 Sistem Ventilasi ........................................................... 5.3.7 Sistem Penirisan .......................................................... 5.3.8 Sistem Penerangan Lampu ......................................... 5.3.9 Sistem Keselamatan Kerja........................................... 5.4 METODE PENAMBANGAN BAWAH TANAH........................

V-9 V-11 V-13 V-14 V-15 V-15 V-16

BAB VI METODE PENAMBANGAN SWASANGGA (OPEN STOPE METHOD).............................................................. 6.1 UNDERGROUND GLORY HOLE .......................................... 6.1.1 Syarat Penerapan ........................................................ 6.1.2 Metode Penambangan................................................. 6.1.3 Pembahasan ................................................................ 6.1.4 Segi Positif Underground Glory Hole........................... 6.1.5 Segi Negatif Underground Glory Hole ......................... 6.2 Gophering............................................................................... 6.2.1 Syarat Penerapan ........................................................ 6.2.2 Metode Penambangan................................................. 6.2.3 Pembahasan ................................................................ 6.2.4 Segi Positif Gophering ................................................. 6.2.5 Segi Negatif Gophering................................................ 6.3 SHRINKAGE STOPING ......................................................... 6.3.1 Syarat Penerapan ........................................................ 6.3.2 Metode Penambangan................................................. 6.3.3 Pembahasan ................................................................ 6.3.4 Segi Positif Shrinkage Stoping .................................... 6.3.5 Segi Negatif Shrinkage Stoping................................... 6.4 SUBLEVEL STOPING ............................................................ 6.4.1 Syarat Penerapan ........................................................ 6.4.2 Metode Penambangan................................................. 6.4.3 Pembahasan ................................................................ 6.4.4 Segi Positif Sublevel Stoping....................................... 6.4.5 Segi Negatif Sublevel Stoping ..................................... 6.5 ROOM AND PILLAR............................................................... 6.5.1 Syarat Penerapan ........................................................ 6.5.2 Metode Penambangan................................................. 6.5.3 Pembahasan ................................................................ 6.5.4 Segi Positif Room and Pillar ........................................ 6.5.5 Segi Negatif Room and Pillar.......................................

VI-1 VI-1 VI-1 VI-2 VI-3 VI-4 VI-4 VI-4 VI-4 VI-5 VI-5 VI-6 VI-6 VI-6 VI-6 VI-7 VI-9 VI-10 VI-11 VI-11 VI-11 VI-12 VI-12 VI-13 VI-14 VI-14 VI-15 VI-16 VI-16 VI-16 VI-17

DAFTAR ISI

V-3 V-4 V-4 V-4 V-5 V-6

iii


6.6 STOPE AND PILLAR.............................................................. 6.6.1 Syarat Penerapan ........................................................ 6.6.2 Metode Penambangan................................................. 6.6.3 Pembahasan ................................................................ 6.6.4 Segi Positif Stope and Pillar ........................................ 6.6.5 Segi Negatif Stope and Pillar.......................................

VI-17 VI-17 VI-18 VI-18 VI-18 VI-19

BAB VII METODE PENAMBANGAN YANG DISANGGA (SUPPORTED STOPE METHODS) ............................................... 7.1 CUT AND FILL STOPING ...................................................... 7.1.1 Syarat Penerapan ........................................................ 7.1.2 Metode Penambangan................................................. 7.1.3 Pembahasan ................................................................ 7.1.4 Segi Positif Cut and Fill................................................ 7.1.5 Segi Negatif Cut and Fill ..............................................

VII-1 VII-2 VII-2 VII-3 VII-5 VII-6 VII-7

7.2 STULL STOPING ................................................................... VII-8 7.2.1 Syarat Penerapan ........................................................ VII-8 7.2.2 Metode Penambangan................................................. VII-8 7.2.3 Pembahasan ................................................................ VII-9 7.2.4 Segi Positif Stull Stoping.............................................. VII-11 7.2.5 Segi Negatif Stull Stoping ............................................ VII-11 7.3 SQURE SET STOPING.......................................................... 7.3.1 Syarat Penerapan ........................................................ 7.3.2 Metode Penambangan................................................. 7.3.3 Pembahasan ................................................................ 7.3.4 Segi Positif Square Set Stoping................................... 7.3.5 Segi Negatif Square Set Stoping .................................

VII-13 VII-13 VII-15 VII-15 VII-16 VII-16

BAB VIII METODE AMBRUKAN.................................................................... 8.1 TOP SLICING ....................................................................... 8.1.1 Syarat Penerapan ........................................................ 8.1.2 Metode Penambangan................................................. 8.1.3 Pembahasan ................................................................ 8.1.4 Segi Positif Top Slicing ................................................ 8.1.5 Segi Negatif Top Slicing...............................................

VIII-1 VIII-1 VIII-1 VIII-2 VIII-2 VIII-3 VIII-3

8.2 SUBLEVEL CAVING .............................................................. 8.2.1 Syarat Penerapan ........................................................ 8.2.2 Metode Penambangan................................................. 8.2.3 Pembahasan ................................................................ 8.2.4 Segi Positif Sublevel Caving ........................................ 8.2.5 Segi Negatif Sublevel Caving ......................................

VIII-4 VIII-4 VIII-4 VIII-6 VIII-6 VIII-7

8.3 BLOCK CAVING..................................................................... 8.3.1 Syarat Penerapan ........................................................

VIII-7 VIII-8

DAFTAR ISI

iv


8.3.2 8.3.3 8.3.4 8.3.5

Metode Penambangan................................................. VIII-8 Pembahasan ................................................................ VIII-10 Segi Positif Block Caving ............................................. VIII-10 Segi Negatif Block Caving ........................................... VIII-11

8.4 LONGWALL MINING.............................................................. 8.4.1 Syarat Penerapan ........................................................ 8.4.2 Metode Penambangan................................................. 8.4.3 Pembahasan ................................................................ 8.4.4 Segi Positif Longwall Mining ........................................ 8.4.5 Segi Negatif Longwall Mining ......................................

VIII-12 VIII-13 VIII-13 VIII-16 VIII-17 VIII-18

DAFTAR PUSTAKA

DAFTAR ISI

v

TA-2121 Sistem Penambangan

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6

3.1 3.2

4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9 4.10 4.11 4.12 4.13 4.14 4.15 4.16 4.17 4.18 4.19 4.20 4.21 4.22 4.23 4.24

Halaman

Tahapan-tahapan kegiatan usaha pertambangan ............................ Mesin bor intan dengan kemudi mekanis.......................................... Eksplorasi badan bijih menggunakan pemboran dan penggalian bawah tanah (shaft dan drifts) ....................................... Klasifikasi sumberdaya mineral (ditunjukkan hubungan antara cadangan dan sumberdaya) ................................................. Kurva Hubungan BESR dan Harga Jual-Kadar Cu ......................... Pengaruh Zona Lemah Terhadap Daerah Penambangan ..............

Prosedur pemilihan metode penambangan ...................................... Penggolongan metode penambangan bawah tanah dan perubahan kondisi massa batuan akibat penambangan .................. Open Pit di Toquepala, Peru (diameter 1 Km, kedalaman 400m) .... Tambang tembaga Open Pit di Kanada (dekat laut)........................ Tambang Open pit dan Open cast .................................................... Variasi dari berbagai Open Pit Mining (Hartman, 1987) ................... Tambang kuari agregat ..................................................................... Kuari tipe dimensional stone ............................................................ Contoh tambang kuari dimensional stone ........................................ Teknik drilling dan blasting pada kuari tipe dimensional stone ........ Kuari tipe side hill dengan jalan masuk langsung ............................ Kuari tipe Pit dengan jalan masuk spiral .......................................... Kuari tipe Pit dengan jalan masuk langsung .................................... Contoh tambang Open Cast............................................................. Contoh tambang auger pada highwall ............................................. Hydraulicking (tambang semprot di PT. Timah, Bangka)................. Placer Mining: Dredger Mekanik ..................................................... Kapal keruk saat menambang bijih timah di perairan ..................... Solution Mining: Boreholes Extraction (Hartman, 1987) ................. Solution Mining: Boreholes Extraction Tambang Uranium (Hartman, 1987) ............................................... Solution Mining: Leaching (Hartman, 1987) .................................... Contoh “Sluice Box” di PT. Tambang Timah, Bangka .................... Conventional Contour Mining (Anon, 1979) .................................... Block-Cut Contour Mining (Anon, 1979) .......................................... Teknik Haulback Truck dengan menggunakan Front-End Loader (Anon, 1979) ....................................................... Haulback dengan menggunakan kombinasi scraper

DAFTAR GAMBAR

II-1 II-4 II-5 II-7 II-12 II-14

III-6 III-11 IV-2 IV-3 IV-3 IV-4 IV-5 IV-6 IV-6 IV-7 IV-8 IV-9 IV-9 IV-11 IV-14 IV-15 IV-16 IV-17 IV-18 IV-18 IV-20 IV-21 IV-22 IV-23 IV-24

vi


4.25 4.26 4.27 4.28 4.29 4.30 4.31 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7 5.8 5.9 5.10 5.11

6.1 6.2

dan truk (Chioronis, 1987) ............................................................... Metode Box-Cut Contour Mining (Chioronis, 1987) ........................ Mountaintop Removal Method (Chioronis, 1987) ............................ Conventional Area Mining Method (Chioronis, 1987) ..................... Area mining with stripping shovel (Chioronis, 1987) ....................... Block Area Mining (Chioronis, 1987) ............................................... Open pit method pada lapisan miring (Hartman, 1987) .................. Open pit method pada lapisan tebal (Hartman, 1987) ....................

IV-24 IV-25 IV-26 IV-26 IV-27 IV-28 IV-29 IV-29

Skema tambang metal bawah tanah yang ideal ............................... Berbagai bentuk lubang bukaan ....................................................... Distribusi tegangan di sekitar lubang bukaan ................................... Tipe-tipe road header ........................................................................ Tunnel Boring Machine ..................................................................... Jumbo drill pada kegiatan development tambang bawah tanah....... Instalasi baut batuan ......................................................................... Shuttle car pada tambang batubara bawah tanah ............................ Proses pemuatan bijih oleh LHD keatas dumptruck ......................... Tipikal dumptruck yang digunakan pada proses pengangkutan bawah tanah .............................................................. Contoh penggunaan lampu pada continuous miner (Perhatikan ruangan yang gelap dibelakang continuous miner).......

V-2 V-6 V-6 V-8 V-8 V-9 V-10 V-12 V-12 V-13 V-16

6.7 6.8 6.9

Metode penambangan Glory hole..................................................... Penerapan sistem pengangkutan secara bawah tanah pada open pit quarry.................................................... Metode penambangan Gophering .................................................... Metode Shrinkage Stoping (Hartman, 1982) .................................... Sublevel Stoping................................................................................ Metode room and pillar. (kiri: mekanis konvensional, kanan: mekanis kontinyu (Hartman, 1987)) ...................................... Room and pillar method pada tambang metal .................................. Metode Stope and pillar .................................................................... Benching system pada metode stope and pillar ...............................

VI-16 VI-17 VI-19 VI-20

7.1 7.2 7.3 7.4 7.5 7.6 7.7

Tata letak penambangan cut and fill ................................................. Layout metode cut and fill ................................................................. Bentuk penyanggan pada penambagan stull stoping ....................... Contoh penyanggaan stull set yang ideal ......................................... Flat back stull stoping........................................................................ Rill Stull stoping ................................................................................. Square set stoping pada endapan masif...........................................

VII-4 VII-5 VII-9 VII-10 VII-12 VII-12 VII-14

8.1 8.2 8.3 8.4

Metode penambangan top slicing ..................................................... Metode sublevel caving (Mining Education Australia, 2007) ............ Siklus penambangan sublevel caving .............................................. Skematik metode block caving, tambang emas

VIII-2 VIII-5 VIII-6

6.3 6.4 6.5 6.6

DAFTAR GAMBAR

VI-2 VI-3 VI-5 VI-8 VI-13

vii


8.5 8.6 8.7 8.8 8.9 8.10

North Park, Sydney, Australia .......................................................... Skematik bentuk drawbell pada metode block caving ..................... Layout penambangan longwall mining ............................................. Skematik panel-panel penambangan metode longwall mining ........ Hydraulic roof support dan shearer .................................................. Longwall mining pada lapisan batubara tebal (shearer dikendalikan oleh operator menggunakan remote controll).............. Ambrukan yang terkontrol pada longwall mining ..............................

DAFTAR GAMBAR

VIII-9 VIII-10 VIII-12 VIII-14 VIII-15 VIII-16 VIII-18

viii


DAFTAR TABEL

Tabel

alaman

2.1

Contoh Perhitungan Break Even Stripping Ratio (BESR2) .............

II-12

3.1 3.2 3.3 3.4

Klasifikasi Metode Penambangan (Hartman, 1987) ......................... Pemilihan Metode Penambangan Terbuka Berdasarkan Kekuatan Bijih dan Batuan serta Geometri Cadangan ..................... Unjuk Kerja Ambrukan Untuk Berbagai Kelas Geomekanik dari Massa Batuan (Laubscher, 1981) .............................................. Jumlah Material yang Dipindahkan Selama Penambangan dan Pekerjaan Konstruksi Tahun 1973 (Committee for Mineral Policy, 1978)................................................ Tambang Bawah Tanah vs Terbuka di Dunia Barat (Anon, 1977) ...

III-2

3.5

3.6 5.1 5.2

8.1

Kebutuhan Udara Untuk Pekerja Tambang Bawah Tanah .............. Pemilihan Metode Penambangan Bawah Tanah Berdasarkan Kekuatan Bijih dan Batuan Serta Geometri Cadangan....................

III-9 III-13

III-14 III-15 V-14 V-16

Urutan Peringkat Penambangan Metode Ambrukan ....................... VIII-11

DAFTAR TABEL

ix


BAB I PENDAHULUAN

Pertambangan

merupakan

salah

satu

kegiatan

dasar

manusia

yang

berkembang pertama kali bersama-sama dengan pertanian. Oleh Karena itu keberadaan pertambangan tidak dapat dipisahkan dari kehidupan/peradaban manusia. Pertambangan merupakan suatu kegiatan yang unik. Hal ini disebabkan karena endapan bahan galian pada umumnya tersebar secara tidak merata di dalam kulit bumi baik jenis, jumlah, kadar (kualitas) maupun karakteristiknya. Sumber daya mineral (endapan bahan galian) mempunyai sifat khusus bila dibandingkan dengan sumber daya yang lain. Sifat yang dimaksud adalah bahwa sumber daya mineral merupakan “wasting assets” atau “non renewable resource”, artinya bila endapan bahan galian tersebut ditambang di suatu tempat, maka bahan galian tersebut tidak akan dapat diperbaharui kembali, atau dengan kata lain industri dasar tanpa daur. Oleh karena itu didalam mengusahakan industri pertambangan selalu berhadapan dengan sesuatu yang sangat terbatas, baik lokasi, jenis, jumlah maupun mutu materialnya. Keterbatasan ini ditambah lagi dengan keterbatasan yang muncul akibat usaha meningkatkan keselamatan kerja serta menjaga kelestarian lingkungan hidup. Jadi di dalam mengelola sumber daya mineral diperlukan penerapan sistem penambangan yang sesuai dan tepat, baik ditinjau dari segi teknis maupun ekonomis, agar manfaatnya dapat maksimal. Tujuan indutri pertambangan adalah untuk memanfaatkan sumberdaya mineral yang terdapat di dalam kulit bumi demi kesejahteraan manusia. Industri pertambangan di suatu daerah akan menimbulkan baik dampak penting positif maupun dampak penting negatif terhadap lingkungan hidup sekitarnya.

Dampak penting positifnya antara lain : 1. Menambah pendapatan dan devisa Negara 2. Memberi kesempatan kerja

PENDAHULUAN

I-1


3. Meningkatkan kondisi sosial, ekonomi dan budaya daerah setempat. 4. Memberi kemungkinan alih teknologi. 5. Menjadi pusat pengembangan wilayah dan masyarakat setempat.

Dampak penting negatifnya antara lain : 1. Mengubah lingkungan hidup, karena :

Tanah atas yang subur berpotensi hilang

Vegetasi dibabat, daerah menjadi gundul, maka akan mudah tererosi dan longsor.

Kondisi fauna dan flora terusakan, sehinga ekosistemnya terganggu.

Berpotensi mencemari sungai, danau, dan laut.

Terjadi polusi suara dan udara (debu batu bara, debu jalan angkut, dll)

2. Mengubah morfologi dan tata guna lahan 3. Berpotensi menimbulkan kesenjangan sosial, ekonomi, dan budaya di wilayah setempat.

Beberapa definisi tentang tambang dan pertambangan diambil dari beberapa sumber adalah sebagai berikut.

Tambang (mine)

Suatu penggalian yang dilakukan di bumi untuk memperoleh mineral (Hartman,1987). Lokasi kegiatan yang bertujuan memperoleh mineral bernilai ekonomis (kamus istilah teknik pertambangan umum, 1994).

Pertambangan (mining)

Kegiatan, pekerjaan dan industri yang berhubungan dengan ekstraksi mineral (Hartman,1987). Ilmu pengetahuan, teknologi dan bisnis yang berkaitan dengan industri pertambangan mulai dari prospeksi, eksplorasi, evaluasi, penambangan, pengolahan, pemurnian sampai dengan pemasarannya (kamus istilah teknik pertambangan umum, 1994).

PENDAHULUAN

I-2


Teknik Pertambangan (mining engineering)

Suatu “seni”/rekayasa dan ilmu pengetahuan yang diterapkan pada proses penambangan dan operasional tambang (Hartman,1987). Beberapa istilah mengenai mineral atau batuan adalah :

Mineral

Benda padat anorganik dan homogen yang terbentuk secara alamiah, mempunyai sifat-sifat fisik dan kimia tertentu, dapat berunsur tunggal (Au, Cu, Ag) atau persenyawaan (NaCl, CaCO3).

Batuan (rock)

Massa yang terdiri atas satu atau lebih mineral yang membentuk bagian kerak bumi, baik dalam keadaan terikat maupun terlepas.

Secara ekonomi:

Bijih (ore)

Mineral

yang

memiliki

kegunaan

dan

nilai

tertentu

yang

dapat

diekstrak/ditambang secara menguntungkan (Hartman,1987). Mineral yang mengandung logam berharga yang dapat diolah dan diambil logamnya secara menguntungkan dengan keadaan teknologi dan ekonomi pada waktu itu.

Gangue

Mineral tidak berharga yang terdapat dalam bijih.

Gabungan kondisi geologi dan ekonomi;

Cebakan mineral (mineral deposit)

Keterdapatan geologi dari mineral yang terbentuk relatif terkonsentrasi. Eendapan mineral terbentuk secara alamiah

Cebakan bijih (ore deposit)

Keterdapatan mineral yang dapat ditambang secara menguntungkan. Endapan mineral

yang

secara

teknis

dapat

ditambang

dan

diolah

secara

menguntungkan.

PENDAHULUAN

I-3


BAB II TAHAP-TAHAP KEGIATAN USAHA PERTAMBANGAN DAN PERTIMBANGAN DASAR RENCANA PENAMBANGAN

2.1.

TAHAP-TAHAP KEGIATAN USAHA PERTAMBANGAN

Kegiatan dalam usaha pertambangan meliputi tugas-tugas yang dilakukan untuk mencari, mengambil bahan galian dari dalam kulit bumi, kemudian mengolah sampai bisa bermanfaat bagi manusia. Secara garis besar, tahapan-tahapan kegiatan dalam usaha pertambangan dijelaskan dalam Gambar 2.1.

Gambar 2.1. Tahapan-tahapan kegiatan usaha pertambangan.

TAHAP-TAHAP KEGIATAN USAHA PERTAMBANGAN DAN PERTIMBANGAN DASAR RENCANA PENAMBANGAN

II-1


Setiap melakukan tahap-tahap kegiatan usaha pertambangan, pengusaha harus memiliki surat keputusan pemberian Kuasa pertambangan (KP) atau Surat izin Penambangan Daerah (SIPD) yang sesuai dengan tahap kegiatan yang dilakukan. 1. Penyelidikan Umum (Prospecting) Kegiatan ini merupakan langkah awal usaha pertambangan yang ditujukan untuk mencari endapan-endapan metal atau endapan-endapan mineral komersil batubara atau nonmetal. Penyelidikan umum terbatas pada mineral yang spesifik (tipe mineral tertentu) atau pada area tertentu (negara atau wilayah) yang memiliki geologic anomaly (keganjilan geologi) yang mencerminkan adanya karakteristik dari sebuah endapan bahan galian. Secara umum, prosedur penyelidikan umum mengikuti langkah-langkah berikut ini: a) Mencari laporan dan literatur teknik yang sudah dipublikasikan. b) Mempelajari peta geologi dan peta permukaan yang ada. c) Mempelajari foto udara dan foto satelit. d) Menyiapkan peta foto geologi dari informasi-informasi yang ada dan data foto udara terbaru. e) Melakukan survei geofisik dari udara pada area yang diselidiki. f) Membangun pusat operasi (base of operation), mengontrol pemetaan, dan mengatur pembagian daerah yang diselidiki. g) Melakukan survei awal mengenai geologi tanah, geofisik, dan/atau geokimia. h) Mengumpulkan dan menganalisis data yang didapat.

2. Eksplorasi (Exploration) Jika tujuan dari penyelidikan umum adalah untuk mencari lokasi-lokasi yang memiliki anomalies karena adanya endapan bahan galian, maka tujuan dari eksplorasi adalah untuk mendefinisikan dan mengevaluasi endapan bahan galian tersebut. Eksplorasi menentukan geometri, luas, dan nilai dari sebuah endapan menggunakan teknik yang sama dengan yang digunakan pada tahap penyelidikan umum tetapi lebih seksama/teliti. Kegiatan eksplorasi akan TAHAP-TAHAP KEGIATAN USAHA PERTAMBANGAN DAN PERTIMBANGAN DASAR RENCANA PENAMBANGAN

II-2


berlanjut pada proses pecarian melalui fase taktis dari penilaian detil dan evaluasi serta persiapan laporan studi kelayakan yang akan menentukan layak-tidaknya endapan tersebut untuk ditambang.

Terdapat tiga hal utama yang membedakan antara kegiatan penyelidikan umum dan eksplorasi, yaitu: a) Lokasi. Karena area pencarian berkurang dan tingkat kepercayaan meningkat, lokasi pencarian beraliha dari udara ke permukaan dan bawah permukaan (subsurface). Geofisik udara digantikan oleh geofisik tanah, orientasi geologi bawah permukaan meningkat, dan menggunakan teknik-teknik tambahan dalam kegiatan eksplorasi bawah permukaan. b) Bukti fisik. Karena area pencarian beralih dari permukaan ke bawah tanah, metode pencarian beralih ke metode pencarian langsung yang akan memberikan bukti fisik. Karena sebagian besar endapan saat ini tersembunyi, metode penggalian

bawah

permukaan

(subsurface

excavation)

untuk

mendapatkan sampel mineral perlu dilakukan. Metode yang paling sering digunakan adalah pengeboran (lihat Gambar 2.2 dan Gambar 2.3). c) Data. Untuk mengurangi resiko saat tahap eksplorasi, informasi-informasi tambahan mengenai endapan target akan sangat diperlukan. Data yang diperlukan biasanya lebih presisi, spesifik, dan detil.

Secara umum, langkah-langkah kegiatan eksplorasi adalah sebagai berikut. Pertama,

area

menguntungkan

yang

diidentifikasi

oleh

kegiatan

penyelidikan umum harus digambarkan melalui teknik-teknik eksplorasi. Kedua, sesudah dilokasikan, endapan tersebut diambil contoh batuannya untuk dianalisis. Ketiga, data contoh yang sudah dianalisis digunakan untuk menaksir tonase dan kadar (luas dan nilai) sehingga nilai endapan dapat dihitung untuk memberikan rekomendasi mengenai kelayakan tambang.


II-3


Gambar 2.2. Mesin bor intan dengan kemudi mekanis.


II-4


Gambar 2.3. Eksplorasi badan bijih menggunakan pemboran dan penggalian bawah tanah (shaft dan drifts).


II-5


Dalam hal evaluasi ekonomi dari endapan mineral, terminologi yang dikeluarkan oleh U.S. Bureau of Mines (USBM) dan U.S. Geological Survey (USGS) diadopsi untuk membedakan definisi antara sumberdaya (resource) dan cadangan (reserve). Sumberdaya adalah konsentrasi secara alami yang terjadi pada material yang memiliki potensi ekonomi untuk diekstrak. Cadangan adalah bagian dari sumberdaya yang secara ekonomi dapat diekstrak pada waktu sekarang. Begitu pula dengan istilah endapan mineral (mineral deposit) dan endapan bijih (ore deposit). Semua cadangan adalah sumberdaya, dan semua endapan bijih adalah endapan mineral. Anon (1984) memberikan gambaran hubungan antara sumerdaya dan cadangan yang dapat dilihat pada Gambar 2.4. Diagram tersebut diatur agar tingkat kepercayaan dari sumberdaya yang ada meningkat secara horizontal ke arah kiri, sedangkan kelayakan secara ekonomi meningkat secara vertikal ke arah atas. Dari Gambar 2.4, kualitasnya sumberdaya (resource) dibedakan (dari greater ke lesser) menjadi (1) identified atau undiscovered dan (2) hypotetical atau speculative. Cadangan (reserve) dibedakan menjadi (1) demonstrated atau inferred dan (2) measured atau indicated. Secara keekonomian, cadangan dikelompokkan sebagai (1) reserves, (2) marginal reserves, atau (3) subeconomic resources. Karena begitu kompleksnya klasifikasi

yang

diberikan

oleh

Anon

(1984),

USBM-USGS

menyederhanakan pengklasifikasian endapan yang sering dipakai dalam industri, yaitu:

Proven

: terukur (measured)

Terdapat informasi detil/lengkap dari bukti-bukti fisik langsung.

Probable

: teridikasi (indicated)

Informasi yang diperoleh kurang luas/tidak meliputi banyak hal.

Possible

: terduga (inferred)

Informasi yang diperoleh masih melibatkan asumsi.


II-6


Gambar 2.4. Klasifikasi sumberdaya mineral (ditunjukkan hubungan antara cadangan dan sumberdaya)

3. Studi Kelayakan (Feasibility Studies) Merupakan tahapan akhir dari rentetan penyelidikan awal yang dilakukan sebelumnya sebagai penentu apakah kegiatan penambangan endapan bahan galian tersebut layak dilakukan atau tidak. Dasar pertimbangan yang digunakan

meliputi

pertimbangan

teknis

dan

ekonomis

dengan

memperhatikan keselamatan kerja serta kelestarian lingkungan hidup. Pada titik ini, perusahaan sudah mengeluarkan perhitungan untuk menemukan dan mendefinisikan endapan. Laporan studi kelayakan harus mencakup hal-hal berikut ini. a) Pengantar, kesimpulan, definisi. b) Umum: lokasi, iklim, topografi, histori, kepemilikan, status lahan, trasportasi. c) Lingkungan: kondisi saat ini, standar, perlindungan lingkungan yang diperlukan, reklamasi lahan, studi khusus, ijin.


II-7


d) Faktor geologi: letak dan terbentuknya endapan, struktur, mineralogi dan petrografi. e) Cadangan mineral: prosedur eksplorasi, penemuan, kalkulasi tonase dan kadar endapan, geometri dan luas endapan. f) Perencanaan penambangan: development dan eksploitasi. g) Pengolahan: fasilitas on-site yang dibutuhkan. h) Pabrik pengolahan untuk permukaan dan bawah tanah: lokasi dan rencana produksi. i) Fasilitas tambahan dan pendukung: listrik, penyediaan air, akses jalan, pembuangan limbah, perumahan. j) Pekerja: buruh dan pengawas. k) Pemasaran: survei ekonomi dari supply dan demand, harga, kontrak jangka panjang. l) Biaya: perkiraan biaya langsung dan tidak langsung untuk biaya pembangunan

(development)

dan

eksploitasi,

biaya

pengolahan,

transportasi, dan peleburan. m) Valuasi

ekonomi:

valuasi

endapan,

klasifikasi

cadangan

atau

sumberdaya, perhitungan nilai keekonomian endapan saat ini. n) Estimasi keuntungan: penentuan batas keuntungan, berdasarkan kisaran cut-off grade, harga.

4. Persiapan penambangan Kegiatan ini meliputi penyiapan infrastruktur dan lahan kerja penambangan yang antara lain meliputi pembuatan jalan, pembabatan semak/pohon, pengupasan tanah penutup, pembangunan kantor, gedung, bengkel, dll.

5. Penambangan Kegiatan penambangan yang dimaksud adalah kegiatan yang ditujukan untuk membebaskan dan mengambil bahan galian dari dalam kulit bumi, kemudian dibawa ke permukaan untuk dimanfaatkan.


II-8


6. Pengolahan Bahan Galian Kegiatan yang bertujuan untuk meningkatkan kadar atau mempertinggi mutu bahan galian yang dihasilkan dari tambang sampai memenuhi persyaratan untuk diperdagangkan atau sebagai bahan baku untuk industri lain. Keuntungan lain dari kegiatan ini adalah mengurangi jumlah volume dan beratnya sehingga dapat mengurangi ongkos pengangkutan.

7. Pengangkutan Segala usaha untuk memindahkan bahan galian hasil tambang atau pengolahan dan pemurnian dari daerah penambangan atau tempat pengolahan dan pemurnian ke tempat pemasaran atau pemanfaatan selanjutnya dari bahan galian tersebut.

8. Pemasaran Kegiatan untuk memperdagangkan atau menjual hasil-hasil penambangan dan pengolahan bahan galian.

2.2.

PERTIMBANGAN DASAR RENCANA PENAMBANGAN

2.2.1. Pertimbangan Ekonomis Pertimbangan ekonomis meliputi : 1) Cut-off Grade

Ada 2 (dua) pengertian tentang cut-off grade, yaitu : a. kadar endapan bahan galian terendah yang masih memberikan keuntungan apabila ditambang. b. kadar rata-rata terendah dari endapan bahan galian yang masih memberikan keuntungan apabila endapan tersebut ditambang. Cut-off grade inilah yang akan menentukan batas-batas atau besarnya cadangan, serta menentukan perlu tidaknya dilakukan pencampuran (mixing/blending) antara endapan bahan galian yang berkadar tinggi dengan yang rendah. Contoh sederhana dari perhitungan cut-off grade adalah sebagai berikut:


II-9


Contoh 1 Perkirakan keuntungan per ton dari penambangan dan pengolahan tembaga yang memiliki kadar 0.60% dengan harga jual 74¢/lb ($1.63/kg) dan overall unit cost sebesar $6.80/ton dan overall recovery adalah 92%. Solusi: Nilai

= kadar x recovery x harga jual x 2000lb/ton = (0.0060) (0.92) (0.74) (2000) = $8.17/ton

Keuntungan

= nilai – biaya = 8.17 – 6.80 = $1.37/ton

Contoh 2 Hitung cut-off grade untuk endapan tembaga pada Contoh 1. Solusi:

cut − offgrade =

biaya 6.8 = = 9.99lb / ton ÷ 2000 = 0.50% harga jual x re cov ery (0.74)(0.92)

2) Break Even Stripping Ratio (BESR)

Untuk menganalisis kemungkinan sistem penambangan yang akan digunakan, apakah tambang terbuka ataukah tambang bawah tanah, maka dipelajari break even stripping ratio (BESR), yaitu perbandingan antara biaya penggalian endapan bijih (ore) dengan biaya pengupasan tanah penutup (overburden/OB) atau merupakan perbandingan selisih biaya penambangan bawah tanah dan penambangan terbuka dengan biaya pengupasan secara tambang terbuka. BESR ini juga disebut over all strippig ratio. BESR(1) =

Biaya Tambang Bawah Tanah / ton bijih − Biaya Tambang Terbuka / ton bijih Biaya Pengupasan OB / ton OB

Misalnya biaya penambangan secara tambang bawah tanah = Rp. 18.000/ton bijih, biaya penambangan secara tambang terbuka = Rp. 2000/ton bijih dan ongkos pengupasan tanah penutup = Rp. 3500/ton overburden. Maka untuk memilih salah satu sistem penambangan digunakan rumus BESR(1). BESR(1) =

Rp.18.000 − Rp.2.000 = 4,57 Rp.3.500


II-10


Ini berarti bahwa hanya bagian endapan yang mempunyai BESR yang lebih rendah dari 4,57 yang dapat ditambang secara tambang terbuka dengan menguntungkan. Jadi 4,57 adalah BESR (1) tertinggi yang masih dibolehkan untuk operasi tambang terbuka dengan kondisi tersebut di atas. Setelah ditentukan bahwa akan digunakan sistem tambang terbuka, maka dalam rangka pengembangan rencana penambangan digunakan BESR (2) dengan rumus sebagai berikut. BESR(2) =

Nilai yang diperoleh / ton bijih − Ongkos Pr oduksi / ton bijih Biaya Pengupasan OB / ton OB

BESR (2) ini juga disebut economic stripping ratio yang artinya berapa besar keuntungan yang dapat diperoleh bila endapan bijih itu ditambang secara tambang terbuka.

Contoh 3 Hitung BESR (2) untuk bijih tembaga kadar 0,80 %, 0,75 % dan 0,60 % Cu dengan data sebagai berikut: Dari hasil perhitungan seperti terlihat pada Tabel II.1 bila harga logam Cu = Rp. 2.500/lb, ternyata untuk bijih Cu (ore) dengan kadar 0,80 % mempunyai BESR 1,8 : 1, kadar 0,70 % mempunyai BESR 1,1 : 1 dan kadar 0,60 % Cu mempunyai BESR 0,6 : 1. Demikian selanjutnya untuk harga metal Rp. 3.000/lb dan Rp. 3.500/lb Cu juga dihitung BESR-nya. Setelah itu, masing-masing BESR dihitung untuk setiap kadar Cu dan untuk berbagai harga logam Cu, kemudian dapat dibuat grafik BESR vs harga jual untuk masing-masing kadar Cu (lihat Gambar 2.5).


II-11


Tabel 2.1 Contoh Perhitungan Break Even Stripping Ratio (BESR2) Kadar bijih, % Cu

0,80

0,70

0,60

Smelter recovery, %

81,80

83,02

85,80

Recovery Cu/ton ore, lb

13,09

11,62

10,30

Penambangan

Rp 4.500,-

Rp 4.500,-

Rp 4.500,-

Milling, Dpr. & Gen. Cost

Rp 12.500,-

Rp 12.500,-

Rp 12.500,-

Treatment etc.

Rp 8.500,-

Rp 7.600,-

Rp 6.500,-

Onglos produksi total

Rp 25.500,-

Rp 24.600,-

Rp 23.500,-

Rp 4.000,-

Rp 4.000,-

Rp 4.000,-

Rp 32.720,-

Rp 29.057,-

Rp 25.740,-

1,8:1

1,1:1

0,6:1

Rp 39.264,-

Rp 34.868,40,-

Rp 30.888,-

3,4:1

2,6:1

1,8:1

Rp 45.808,-

Rp 40.679.80,-

Rp 36.036,-

5,1:1

4,0:1

3,1:1

ONGKOS PRODUKSI TIAP BIJIH TON

ONGKOS PENGUPASAN Ongkos pengupasan/ton OB NILAI YANG DIPEROLEH Harga jual per ton bijih 1. Untuk Rp 2.500,-/lb Cu BESR 2. Untuk Rp 3.000,-/lb Cu BESR 3. Untuk Rp 3.500,-/lb Cu BESR

BESR

6.0

5.0

5.1

4.0

4.0 3.4 3.1

3.0 2.6 2.0

1.0

1.8

1.8 1.1 0.6

0.0 2,000

2,500

3,000

3,500

4,000

Harga Jual per ton Bijih Cu (Rp. ,-) 0.8 %

0.7 %

0.6 %

Gambar 2.5. Kurva Hubungan BESR dan Harga Jual-Kadar Cu. TAHAP-TAHAP KEGIATAN USAHA PERTAMBANGAN DAN PERTIMBANGAN DASAR RENCANA PENAMBANGAN

II-12


Selain itu BESR(3) biasanya juga dihitung berdasarkan keuntungan maksimum yang akan diperoleh, yaitu : BESR(3) =

Nilai yang diperoleh / ton bijih − (Ongkos Pr oduksi / ton + keuntungan / ton) Biaya Pengupasan OB / ton OB

Sehingga, secara umum 2 hal yg mempengaruhi tinggi rendahnya BESR adalah : -

kadar logam dari bijih yang akan ditambang

-

harga logam di pasaran

Jadi pada dasarnya, jika terjadi kenaikan harga logam di pasaran, dapat mengakibatkan

perluasan

tambang

karena

cadangan

bertambah,

sebaliknya jika harga logam turun, maka jumlah cadangan akan berkurang. Sehingga secara umum pertimbangan ekonomis meliputi : 1) Nilai (value) endapan bijih (berapa harga dari produk yang dihasilkan)

dinyatakan dalam Rp/ton bijih. 2) Ongkos produksi sampai dengan barang tambang siap dijual (Rp/ton

bijih). 3) Ongkos pengupasan over burden (stripping cost), dinyatakan dalam

Rp/ton bijih. Dengan demikian dapat dikatakan bahwa BESR dipakai untuk mengetahui apakah rancangan tambang tersebut menguntungkan/ tidak.

2.2.2. Pertimbangan Teknis Pertimbangan Teknis meliputi : 1) Penentuan ultimate pit limit 2) Pertimbangan struktur geologi yang dominan 3) Pertimbangan geometri 4) Striping ratio 5) Petimbangan hidrologi dan hidrogeologi

2.2.2.1. Penentuan ultimate pit limit Ultimate pit limit adalah batas akhir atau paling luar dari suatu tambang terbuka yang berdasarkan pertimbangan geoteknik masih diperbolehkan dengan kemiringan dan sudut lereng tertentu.


II-13


Faktor-faktor yang mempengaruhi Ultimate pit limit /batas akhir ini adalah : •

BESR yang masih diijinkan/menguntungkan

•

Kekuatan batuan pembentuk lereng yang meliputi sifat fisik & mekanik serta keberadaan struktur geologi.

2.2.2.2. Pertimbangan struktur geologi yang dominan Struktur gologi yang mempengaruhi dalam perancangan suatu tambang terbuka antara lain adalah :

-

perlapisan (bedding)

-

perlipatan (sinklin dan antiklin)

-

sesar / patahan (fault)

-

kekar (joint)

-

rekahan (fracture)

Adanya daerah perlapisan, perlipatan, kekar dan patahan akan mempengaruhi batas-batas

daerah

yang

akan

ditambang

(geometri

dari

daerah

penambangan). Adanya struktur geologi yang menyebabkan adanya zona lemah akan membatasi daerah pit penambangan yang dipengaruhi oleh sifat material yang berada di sekitar zona lemah tersebut (lihat Gambar 2.6)

Batas Pit

Patahan Batubara

Gambar 2.6. Pengaruh Zona Lemah Terhadap Daerah Penambangan.


II-14


2.2.2.3. Pertimbangan geometri Cadangan bijih yang akan ditambang dengan metode tambang terbuka sangat dipengaruhi oleh beberapa aspek meliputi ukuran, bentuk, orientasi dan faktor kedalaman dari permukaan dari cadangan bijih tersebut. Keadaan topografi mencakup daerah pegunungan sampai daerah dasar lembah. Oleh karena itu terdapat beberapa pertimbangan geometri yang harus diperhatikan. Adapun pertimbangan geometri yang harus diperhatikan adalah sebagai berikut.

1) Geometri jenjang Komponen utama dalam suatu tambang terbuka adalah jenjang/bench. Pertimbangan-pertimbangan yang dipakai dalam menentukan geometri jenjang (w=lebar, l=panjang, dan h=tinggi) :

-

Sasaran produksi harian yang akan mempengaruhi dan mengacu pada sasaran produksi tahunan.

-

Lereng harus mampu menahan alat-alat/peralatan yang dipakai untuk bekerja pada jenjang kerja (working bench).

-

Lereng masih sesuai dengan ultimate pit slope

Salah satu contoh cara menentukan geometri jenjang yang dapat diterapkan adalah cara penentuan geometri jenjang berdasarkan U.S. Army Engineer Lebar jenjang minimum = Wmin = Y + Wt + Ls + G + Wb keterangan: Y

= lebar jenjang untuk peledakan, m.

Wt

= lebar alat angkut, m.

Ls

= panjang alat muat tanpa boom, m.

G

= radius gali di lantai, m.

Wb

= ½ Y = Lebar tumpukkan hasil peledakan, m.

Sedangkan tinggi jenjang yang dibuat (tergantung kemampuan alat gali, biasanya shovel ) dihitung berdasarkan : Tinggi jenjang maximum = hmax = 1,2 Cd + 30 (tertinggi pada ideal), ft. Tinggi jenjang optimum = hop

= 1,8 Cd + 18 (angka tertinggi sesuai dengan medan kerja), ft.


II-15


keterangan : Cd = kapasitas mangkok/pit, ft.

2) Jalan tambang Salah satu pertimbangan geometri adalah pembuatan jalan tambang baik jalan masuk ke dalam tambang untuk pengangkutan bijih/endapan bahan galian yang ditambang maupun jalan yang digunakan untuk penimbunan lapisan penutup. Geometri dari jalan akan mempengaruhi bentuk geometri daerah penambangan secara umum. Geometri dari jalan tersebut meliputi lebar dan kemiringan jalan (biasanya dipengaruhi oleh jenis alat yang digunakan dalam operasi penambangan). Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam perancangan jalan tambang : a) Iklim Daerah penambangan dipengaruhi oleh keadaan iklim. Untuk iklim tropis, terdapat 2 musim yang berpengaruh yaitu musim hujan dan musim kemarau yang akan mempengaruhi produksi. Penurunan produksi dapat terjadi pada musim hujan dan kemarau. Pada musim hujan keadaan jalan angkut akan licin atau lengket dan berbahaya untuk dilalui. Sedangkan pada musim kemarau, jalan menjadi berdebu yang akan mempengaruhi pandangan pengemudi. b) Tanah dasar Tanah dasar dari daerah tambang harus diteliti jenis dan kondisinya, meliputi batas Atterberg (batas cair, batas plastis) dan golongannya (misalnya menurut Unified Soil Classification System). Kegunaannya untuk menentukan kekuatan daya dukung tanah. c) Bahan pengerasan lokal Dianjurkan untuk mempergunakan batu yang diperoleh dari sekitar lokasi penambangan. Batu untuk bahan perkerasan jalan boleh langsung dipergunakan tanpa melalui preparasi. Batu hendaknya dipecahkan sebagai fraksi berukuran 5-7,5 cm. d) Kemiringan (grade) Kemiringan jalan mempengaruhi produksi. Sebaiknya diambil kemiringan optimum. Faktor gravitasi hendaknya dimanfaatkan seoptimal mungkin. TAHAP-TAHAP KEGIATAN USAHA PERTAMBANGAN DAN PERTIMBANGAN DASAR RENCANA PENAMBANGAN

II-16


e) Lebar jalan Lebar jalan hendaknya disesuaikan dengan kebutuhan, dapat satu jalur, dua jalur atau lebih. Lebar jalan minimum adalah 3,5 kali lebar dumptruck terbesar. f) Fungsi jalan Menurut fungsinya jalan dibedakan menjadi : Jalan pengangkutan utama (main haulage road), yaitu jalan yang menghubungkan setiap stasiun penyaringan ke pabrik pengolahan atau tempat penimbunan. Jalan tambang (mine road), yaitu jalan yang menghubungkan daerah penambangan dengan stasiun penyaringan. Jalan pembuangan (disposal road), yaitu jalan yang menghubungkan daerah pengupasan dengan daerah pembuangan. Jalan pengupasan (stripping road), yaitu jalan yang melayani aktivitas pengupasan tanah penutup dan sifatnya hanya sementara. g) Jenis dan kapasitas kendaraan yang melalui jalan.

3) Stripping Ratio (Nisbah Pengupasan) Salah satu cara menggambarkan efisiensi geometri (geometrical efficiency) dalam kegiatan penambangan adalah dengan istilah Stripping Ratio atau nisbah pengupasan. Stripping ratio (SR) menunjukkan jumlah overburden yang harus dipindahkan untuk memperoleh sejumlah bijih yang diinginkan. Nisbah ini secara umum diberikan dalam persamaan berikut. SR =

Overburden (tons) Bijih (tons)

Dalam hal ini unit satuan yang lain juga dapat digunakan. Pada kegiatan strip coal mining maka perhitungan stripping ratio adalah sebagai berikut. SR =

Overburden (m3 ) coal (tons)

Nisbah antara waste terhadap bijih yang digambarkan dalam suatu unit satuan volume berguna dalam perancangan disain tambang. TAHAP-TAHAP KEGIATAN USAHA PERTAMBANGAN DAN PERTIMBANGAN DASAR RENCANA PENAMBANGAN

II-17


Sebagai contoh, nisbah ini didefinisikan sebagai berikut. SR =

Overburden (volume) Bijih (volume)

Dalam hal ini harus diperhatikan bahwa jika overburden dan bijih mempunyai density yang sama, maka persamaan di atas akan memiliki nilai yang sama dengan perhitungan SR sebelumnya. Sehingga dari nilai stripping ratio yang diperoleh dan dibandingkan dengan nilai BESR (Break Even Stripping Ratio) yang telah dihitung sebelumnya, maka akan diperoleh suatu kesimpulan bahwa secara teknis batasan kegiatan penambangan dalam pit dilakukan sampai nilai SR dalam perhitungan mencapai nilai BESR.

2.2.2.4. Pertimbangan hidrologi dan hidrogeologi Kondisi hidrologi dan hidrogeologi dari suatu daerah yang akan dijadikan daerah tambang terbuka akan sangat berpengaruh dalam proses perancangan tambang. Kondisi hidrologi dan hidrogeologi tersebut dapat berupa sungai, air permukaan (akibat curah hujan) dan air tanah. Kondisi-kondisi tersebut akan menjadi pertimbangan teknis dalam perancangan terbuka karena dengan adanya sungai (misalnya terdapat sungai yang besar di suatu daerah yang akan di tambang) akan menjadi batas penambangan di daerah tersebut. Hal tersebut (kondisi hidrologi dan hidrogeologi) akan menjadi perhatian dalam proses penambangan selanjutnya. Penanganan masalah air dalam suatu tambang terbuka dapat dibedakan menjadi dua yaitu : a. Mine

drainage:

merupakan

suatu

upaya

untuk

mencegah

masuk

mengalirnya air ke tempat pengaliran. Hal ini umumnya dilakukan untuk penanganan air tanah dan air yang berasal dari sumber air permukaan (sungai, danau dan lain-lain) b. Mine dewatering: merupakan suatu upaya untuk mengeluarkan air yang telah masuk ke tempat penggalian, terutama untuk penanganan air hujan. Sumber utama air permukaan pada suatu tambang terbuka adalah air hujan. Curah hujan yang relatif tinggi akan berakibat pentingnya penanganan air hujan TAHAP-TAHAP KEGIATAN USAHA PERTAMBANGAN DAN PERTIMBANGAN DASAR RENCANA PENAMBANGAN

II-18


yang

baik

agar

produktivitas

kegiatan

penambangan

tidak

menurun.

Penanganan masalah air permukaan ini biasanya dapat dilakukan dengan membuat saluran air dan sumuran. Saluran air berfungsi untuk mengalirkan air permukaan sedangkan sumuran berfungsi untuk menampung air permukaan dan selanjutnya dipompa ke luar tambang sehingga kemajuan kegiatan penambangan dapat terus dilakukan.


II-19


BAB III METODE PENAMBANGAN DAN PEMILIHANNYA

3.1. PEMBAGIAN METODE PENAMBANGAN Secara garis besar metode penambangan dikelompokkan menjadi 3, yaitu : 1. Tambang terbuka (surface mining): adalah metode penambangan yang segala kegiatan atau aktivitas penambangannya dilakukan di atas atau relatif dekat dengan permukaan bumi, dan tempat kerjanya berhubungan langsung dengan udara luar. 2. Tambang dalam/tambang bawah tanah (underground mining): adalah metode

penambangan

yang

segala

kegiatan

atau

aktivitas

penambangannya dilakukan di bawah permukaan bumi, dan tempat kerjanya tidak langsung berhubungan dengan udara luar. 3. Tambang bawah air (underwater mining): adalah metode penambangan yang kegiatan penggaliannya dilakukan di bawah permukaan air atau endapan mineral berharganya terletak dibawah permukaan air. Tambahan: 4. Tambang ditempat (Insitu Mining or Novel Mining). Pemilihan metode penambangan dilakukan berdasarkan pada metode yang akan memberikan keuntungan yang paling besar dan perolehan tambang (mining recovery) yang paling baik dan bukan berdasarkan letak dangkal atau dalamnya suatu endapan. Hartman (1987) membagi ke-4 metode penambangan tersebut menjadi metode-metode penambangan yang lebih spesifik seperti pada Tabel 3.1.

METODE PENAMBANGAN DAN PEMILIHANNYA

III-1


Tabel 3.1 Klasifikasi Metode Penambangan (Hartman, 1987) SISTEM

KELAS

METODE

BAHAN GALIAN

Conventional Mekanis

Tambang Terbuka Aquaeous

Swa-sangga (Selfsupported)

Tambang Bawah Tanah Berpenyangga buatan (Supported)

Ambrukan (Caving)

Open pit mining*

Metal, non-metal

Quarrying*

Non-metal

Opencast mining*

Batubara, non-metal

Auger mining

Batubara, metal, non-metal

Hydraulicking*

Metal, non-metal

Dregding *

Metal, non-metal

Room & Pillar mining*

Batubara, non-metal

Stope & Pillar mining*

Metal, non-metal

Underground gloryhole

Metal, non-metal

Gophering

Metal, non-metal

Shrinkage stoping

Metal, non-metal

Sublevel stoping *

Metal, non-metal

Cut & Fill stoping *

Metal

Stull stoping

Metal

Square set stoping

Metal

Longwall mining *

Batubara, non metal

Sublevel caving

Metal

Block caving *

Metal

Penggalian cepat

Batuan keras

Automasi, Robotik

Semua

Gasifikasi bawah tanah

Batubara, batuan lunak

Retorting bawah tanah

Hidrokarbon

Tambang samudera

Metal

Tambang nuklir

Non-batubara

Tambang luar bumi

Metal, non-metal

Inconvetional

Novel

*) = Metode penambangan yang lazim diterapkan

3.2. PEMILIHAN METODE PENAMBANGAN Dalam kegiatan penambangan, hal yang paling utama adalah memilih suatu metode penambangan yang paling sesuai dengan karakteristik unik (alam, geologi, lingkungan dan sebagainya) dari endapan mineral yang ditambang di


III-2


dalam batas keamanan, teknologi dan ekonomi, untuk mencapai ongkos yang paling minimum dan keuntungan yang paling maksimum. Faktor-faktor yang mempengaruhi pemilihan tersebut adalah : 1. Karakteristik spasial dari endapan Faktor-faktor ini merupakan faktor penting yang dominan karena umumnya sangat menentukan pemilihan metode penambangan antara tambang terbuka dengan tambang bawah tanah, penentuan tingkat produksi, metode penanganan material, dan bentuk tambang dalam badan bijih. Faktor-faktor tersebut meliputi : a. Ukuran (dimensi, terutama tinggi dan tebal) b. Bentuk (tabular, lenticular, massive, irregular) c. Orientasi (dip/inklinasi) d. Kedalaman (rata-rata dan nilai ekstrim yang akan berimbas pada

stripping ratio) 2. Kondisi geologi dan hidrogeologi Karakteristik geologi, baik dari badan bijih maupun batuan samping, akan mempengaruhi pemilihan metode penambangan, terutama dalam pemilihan antara metode selektif dan nonselektif serta pemilihan system penyanggaan pada system penambangan bawah tanah. Hidrologi berdampak pada kebutuhan akan penyaliran dan pemompaan, sedangkan aspek mineralogy akan menentukan syarat-syarat pengolahan. a. Mineralogi dan petrologi (Sulfida vs Oksida), b. Komposisi kimia c. Struktur endapan (lipatan, sesar, ketidakmenerusan, intrusi) d. Bidang lemah, (kekar, rekahan, bidang perlapisan) e. Keseragaman, alterasi, erosi (zona dan daerah pembatas) f.

Air tanah dan hidrologi (kemunculan, debit aliran dan muka air)

3. Sifat-sifat geoteknik (mekanika tanah dan mekanika batuan) untuk bijih dan batuan sekelilingnya. Hal-hal ini akan mempengaruhi pemilihan peralatan


III-3


pada sistem penambangan terbuka dan pemilihan kelas dan metode dalam sistem penambangan bawah tanah (swasangga, berpenyangga atau ambrukan). Sifat-sifat geoteknik yang perlu diperhatikan antara lain: a. Sifat-sifat fisik yang lain (bobot isi, voids, porositas, permeabilitas, lengas) b. Sifat elastik (kekuatan, modulus elastisitas, nisbah Poisson, dan lain-lain) c. Perilaku elastik atau visko elastik (flow, creep) d. Keadaan tegangan (tegangan awal, induksi) e. Konsolidasi, kompaksi dan kompeten (kemampuan bukaan pada kondisi

tanpa penyangga) 4. Pertimbangan ekonomi Pertimbangan ekonomi akan mempengaruhi hasil, investasi, aliran kas, masa pengembalian dan keuntungan. Faktor ini meliputi: a. Cadangan (tonase dan kadar), b. Produksi, c. Umur tambang, d. Produktivitas, dan e. Perbandingan ongkos penambangan untuk metode penambangan yang

cocok 5. Faktor teknologi Kondisi yang paling sesuai antara kondisi alamiah endapan dan metode penambangan adalah yang paling diinginkan. Sedangkan metode yang tidak sesuai mungkin tidak banyak pengaruhnya pada saat penambangan, tetapi kemungkinan

akan

berpengaruh

pada

kegiatan

pendukung

tambang/terusannya (pengolahan, peleburan, dll). Yang termasuk dalam faktor teknologi adalah : a. Perolehan tambang, dilusi (jumlah waste yang ikut terambil) b. Kefleksibilitasan metode dengan perubahan kondisi c. Selektifitas metode untuk memisahkan bijih dan waste


III-4


d. Konsentrasi atau dispersi pekerjaan e. Modal, pekerja dan intensitas mekanisasi

6. Faktor lingkungan Faktor lingkungan yang dimaksud tidak hanya berupa lingkungan fisik saja, tetapi juga meliputi lingkungan sosial-politik-ekonomi. Yang termasuk dalam faktor lingkungan adalah : a. Kontrol bawah permukaan untuk merawat kondisi bukaan b. Penurunan permukaan tanah (subsidence), atau efek ambrukan pada

permukaan tanah c. Kontrol

atmosfir

(ventilasi,

kontrol

kualitas,

kontrol

panas

dan

kelembaban) d. Kekuatan kerja (pelatihan, recruitment, kesehatan dan keselamatan,

kehidupan, kondisi permukiman)

Prosedur pemilihan metode penambangan secara ringkas ditunjukkan oleh Gambar 3.1. Metode dan prinsip penambangan yang telah dijelaskan sebelumnya melibatkan masalah-masalah geomekanika dan operasional. Pengelola industri harus bisa memilih metode panambangan yang paling tepat untuk cebakan bijih tertentu. Selain karakteristik badan bijih yang mempengaruhi pemilihan metode panambangan, karakteristik operasional khusus untuk setiap metode penambangan secara langsung juga ikut mempengaruhi pemilihan metode penambangan. Karekteristik operasional tersebut meliputi: 9 Skala penambangan 9 Laju produksi 9 Selektivitas 9 Persyaratan pekerja 9 Keluwesan ekstraksi


III-5


STUDI KONSEPTUAL Penilaian karakteristik fisik dan kuantitas overburden dari beberapa metode, tataletak dan sistem penambangan

STUDI REKAYASA kuantifikasi dan pembandingan konsepkonsep yang dihasilkan terdahulu sehingga dihasilkan rancangan dan biaya yang pasti

STUDI RANCANGAN RINCI Spesifikasi dan gambar konstruksi dari metode yang dipilih

LAPORAN REKAYASA FINAL Keputusan investasi, pengadaan peralatan dan jadwal pelaksanaan

Gambar 3.1. Prosedur pemilihan metode penambangan.

Keputusan terakhir dalam pemilihan metode penambangan akan merefleksikan sifat-sifat mekanik dari badan bijih dan lingkungannya serta hal-hal teknik praktis lain. Sebagai contohnya, non-selective method seperti block caving tidak akan diterapkan pada cebakan bijih dimana selective recovery diperlukan, walaupun cebakan tersebut sangat sesuai untuk ditambang dengan metode block caving. Terkadang muncul permasalahan bahwa pemilihan metode penambangan dapat menimbulkan beberapa kesulitan teknis. Kesulitan yang timbul adalah bagaimana menggabungkan beberapa faktor yang berpengaruh agar bisa memutuskan metode penambangan yang sesuai untuk suatu cebakan bijih. Berdasarkan perkembangan filosofi dan sejarah ilmu pertambangan, metode


III-6


penambangan

dikembangkan

untuk

dapat

mengakomodasi

dan

mengeksploitasi beberapa kondisi penambangan. Prosedur yang dapat dikembangkan dalam pemilihan metode penambangan adalah dengan melakukan optimasi secara komputasi. Pemilihan metode panambangan sulit diterapkan bila berhadapan dengan badan bijih besar yang harus ditambang dengan dua metode panambangan yang berbeda, misalnya block caving dan open stoping. Block caving akan menjadi metode yang lebih disukai karena jumlah tenaga kerja yang sedikit, biaya per tonne yang rendah

dan keuntungan-keuntungan teknis lainnya.

Prasyarat utama yang harus dipenuhi adalah bahwa ambrukan dapat diinisiasi pada badan bijih dan merambat dengan kecepatan konstan melalui badan bijih sebagai broken ore. Kapan ambrukan dapat diterapkan pada suatu badan bijih? Jawabannya bukanlah hal yang sederhana. Solusi praktis untuk menjawab pertanyaan ini (mengerti tentang mekanisme ambrukan) dapat ditemukan pada klasifikasi geomekanika yang dimodifikasi berdasarkan kondisi massa batuan di daerah penambangan. Tujuan utama pemilihan suatu metode untuk menambang suatu endapan mineral adalah dalam rangka merancang suatu sistem eksploitasi yang paling sesuai dengan kondisi sebenarnya. Dalam hal ini pengalaman berperan utama dalam pengambilan keputusan yang memerlukan banyak pertimbangan berdasarkan evaluasi rekayasa. Evaluasi tersebut dilakukan dalam tiga tahap seperti pada Gambar 3.1, yaitu studi konseptual, studi rekayasa, dan studi rancangan rinci. Hasilnya ialah sebuah laporan rekayasa final. Contoh pedoman untuk penentuan metode penambangan terbuka berdasarkan kekuatan bijih dan batuan di sekitarnya serta geometri cadangan menurut Hartman (1987) dapat dilihat pada Tabel 3.2. Resume dari tabel tersebut adalah: 1. Tambang terbuka umumnya lebih serba guna, terutama berkaitan dengan kekuatan bijih dan batuan samping, dip endapan, dan kadar bijih, tetapi sangat bergantung dengan bentuk dan ukuran endapan, keseragaman


III-7


kadar dan kedalaman (keduanya mutlak dan bergantung pada nisbah kupas/stripping ratio) 2. Penerapan ideal pada endapan yang besar, perlapisan datar (atau massif) dengan sebaran secara mendatar luas dan tebal dan keterdapatannya dekat permukaan. 3. Kurang cocok untuk endapan yang kecil, tipis, kadar tidak merata, kemiringan besar dan posisinya dalam. 4. Penambangan dengan ekstraksi mekanis lebih konvensional, banyak diterapkan, mudah dalam pelaksanaannya dan fleksibel dalam perubahan metode penambangan. 5. Penambangan dengan ekstraksi aqueous lebih murah dan cocok untuk diterapkan pada endapan kecil dengan kadar yang bervariasi, tetapi sangat terbatas penerapannya pada endapan yang rentan terhadap terhadap air dan jika pemenuhan kebutuhan air memerlukan biaya yang mahal. Sedangkan contoh pedoman untuk penentuan metode penambangan bawah tanah berdasarkan kekuatan bijih dan batuan di sekitarnya serta geometri cadangan menurut Hartman (1987) dapat dilihat pada Tabel 3.3.


III-8


Tabel 3.2 Pemilihan Metode Penambangan Terbuka Berdasarkan Kekuatan Bijih dan Batuan serta Geometri Cadangan


III-9


Tabel 3.3 Pemilihan Metode Penambangan Bawah Tanah Berdasarkan Kekuatan Bijih dan Batuan Serta Geometri Cadangan Kekuatan bijih dan batuan

Klasifikasi sistem penambangan

Bijih : kuat sampai moderat Swa – Sangga Self – Supported Batuan : kompeten (tidak runtuh meski tidak disangga)

Bijih: Moderat sampai lemah

Geometri cadangan

Metode Penambangan

Tabular, datar, tipis, ukuran besar

Room & Pillar

Tabular, datar, tebal,ukuran besar

Stope & Pillar

Tabular, miring, tipis,ukuran sembarang

Shrinkage Stoping

Tabular, miring, tebalukuran besar

Sub-level Stoping

Bentuk tak teratur, Cut & Fill Stoping miring, tipis, ukuran sembarang Penyangga buatan

Tabular, miring, tipis, ukuran kecil

Stull Stoping

Batuan: Incompeten (runtuh jika tidak disangga)

Bentuk, kemiringan ukuran sembarang, tebal

Square Set Stoping

Bijih : Moderat sampai lemah

Tabular, datar, tipis, ukuran besar

Longwall

Tabular atau masif, miring,

Sub-level caving

Masif, miring, tebal, ukuran besar

Block Caving

Artifically supported

Ambrukan (Caving) Batuan : cavable (dapat ambruk)

Tidak terlepas dari pedoman di atas, terdapat pedoman umum dalam menentukan apakah akan menggunakan tambang bawah tanah atau tambang terbuka. Metode tambang bawah tanah diterapkan jika kedalaman endapan, dan atau nisbah pengupasan (stripping ratio) overburden terhadap bijih (atau batubara atau mineral berharga lainnnya) menjadi sangat besar untuk ditambang dengan metode tambang terbuka.


III-10


Metode

penambangan

yang

biasa

penyanggaan (lihat Gambar 3.2).

diterapkan

didasarkan

pada

cara

Pada gambar ini ditunjukkan bagaimana

perubahan pada perpindahan dan strain energy di daerah near field.

Underground mining methods

Natural supported

Room & pillar

Artificially supported

Sublevel & longhole open stoping

Longwall Sublevel mining caving

Shrink stoping

Cut & fill stoping

Unsupported

Block caving

Vertical crater retreat stoping (VCR)

Magnitudes of displacement in country rock Strain energy storage in near-field rock Rock response to mining

Gambar 3.2. Penggolongan metode penambangan bawah tanah dan perubahan kondisi massa batuan akibat penambangan.

Laubscher (1977) melakukan penelitian tentang hubungan antara sifat geomekanik

batuan

dengan

kemudahan

caving

atau

stoping.

Pola

pengklasifikasian yang disusun oleh Laubscher menampilkan hasil korelasi antara kinerja metode penambangan dengan kondisi massa batuan di dalam serta di sekitar badan bijih asbestos dan emas di Zimbabwe. Pola Laubscher merupakan pengembangan asli dari teknik klasifikasi geomekanik lainnya. Penerapan pola Laubscher dalam pemilihan metode panambangan dan aspekaspek lain dalam perencanaan dan perancangan tambang telah dijabarkan oleh Laubscher (1981) seperti yang ditunjukkan pada Tabel 3.4.


III-11


Klasifikasi Laubscher memberikan perkiraan kuantitatif atau indeks sifat massa batuan (angka dalam interval 0-100) yang digunakan untuk menentukan urutan kelas (1-5). Setiap kelas berada pada interval indeks 20. Kelas 1 massa batuan diartikan kondisi insitu material dengan kekuatan tinggi, frekuensi kekar yang kecil, kuat gesar kekar yang tinggi, dan tekanan air yang rendah. Berdasarkan uraian ringkas tentang mekanisme ambrukan yang diberikan pada bagian awal, jelas bahwa massa batuan dengan urutan kelas yang tinggi tersusun oleh kekar yang banyak dan bersifat getas, akan sangat sesuai bila dilakukan ambrukan. Penyelidikan Laubscher dapat menerangkan hubungan langsung antara nomer kelas dengan faktor kinerja, misalnya kecenderungan massa batuan untuk menahan ambrukan (seperti cavability), ukuran butiran bijih, keperluan secondary blasting pada drawpoint (yang mempunyai hubungan terbalik dengan fragmentasi alami) dan kebutuhan dimensi undercut untuk menginisiasi ambrukan. Parameter terakhir dijelaskan sebagai jari-jari hidraulik ekivalen, misalnya perbandingan luas undercut terhadap keliling undercut untuk menghitung geometri penggalian. Interpretasi data pada Tabel 3.4 menunjukkan bahwa untuk kelas geomekanik 3-5 lebih baik menerapkan metode penambangan ambrukan. Untuk kelas 1 dan 2, metode penambangan open stope akan lebih baik diterapkan. Sebagai tambahan, Tabel 3.1 tidak selamanya harus dijadikan patokan, karena dapat juga memperhitungkan kondisi lainnya. Misalnya untuk kelas geomekanik III-3, penerapan ambrukan dapat dilakukan dengan memperhitungan orientasi kekar dan pengaruhnya terhadap ambrukan. Kendorski (1978) menyebutkan perlu adanya critical factor dalam mengaplikasikan ambrukan pada badan bijih bila terdapat kekar sub-horisontal. Informasi pada Tabel 3.4 untuk ukuran undercut akan sangat berguna dalam memperkirakan tata letak ambrukan. Misalnya untuk panel ambrukan dengan penggalian undercut segiempat, dan kelas massa batuan 4, rata-rata jari-jari ekivalen yang disarankan adalah 14 m dengan dimensi undercut 56 m. Perhitungan dimensi undercut harus dilengkapi dengan analisis detail kondisi spesifik massa batuan, misalnya kondisi tegangan insitu dan kekuatan massa batuan. Bagaimanapun bagusnya klasifikasi geomekanik tersebut, hal tersebut


III-12


diperoleh berdasarkan pengalaman, sehingga masih diperbolehkan keputusankeputusan lain dalam aplikasinya.

Tabel 3.4 Unjuk Kerja Ambrukan Untuk Berbagai Kelas Geomekanik dari Massa Batuan (Laubscher, 1981) Kelas geomekanik

1

2

3

4

5

Cavability

Tidak terjadi

buruk

Sedang

Baik

Sangat baik

Ukuran fragmen

-

besar

Sedang

Kecil

Sangat kecil

Secondary blasting

-

tinggi

Medium

Kecil

sangat kecil

Dimensi undercut (m)*

-

30

30 - 20

20 – 8

8

* Jari-jari hidraulik ekivalen

3.3. TAMBANG TERBUKA ATAU TAMBANG BAWAH TANAH Operasi penambangan meliputi: pemboran dan peledakan yang dilakukan untuk memecah batuan, pemuatan dan pengangkutan, atau dapat juga ditambahkan proses peremukan bijih untuk menghasilkan ukuran yang sesuai. Operasi tersebut dapat diterapkan pada tambang bawah tanah, open pit, atau penambangan di laut. Operasi yang sama juga dilakukan pada berbagai pekerjaan konstruksi, misalnya pembuatan jalan, PLTA, dll. Sebelum sampai pada analisis ekonomi yang sangat mempengaruhi pemilihan tambang bawah tanah atau open pit dan pada kondisi bagaimana harus dilakukan perubahan dari open pit ke tambang bawah tanah atau sebaliknya, sangat menarik bila dipertimbangkan beberapa faktor-faktor umum.


III-13


3.3.1. Tambang Terbuka vs Tambang Bawah Tanah 3.3.1.1. Produksi Tabel 3.5 menunjukkan jumlah material yang ditangani pada penambangan open pit dan tambang bawah tanah di tahun 1973. Di dunia barat, industri pertambangan dapat menangani material sebanyak 3 milyar ton bijih/ tahun. Metode penambangan bervariasi sesuai dengan jenis logamnya. Bijih besi dan tembaga lebih sering ditambang dengan metode open pit. Untuk emas, timbal, dan seng lebih sering ditambang dengan metode bawah tanah.

Tabel 3.5 Jumlah Material yang Dipindahkan Selama Penambangan dan Pekerjaan Konstruksi Tahun 1973 (Committee for Mineral Policy, 1978) Kegiatan

106 m3

%

1550

41

620

17

1450

39

130

3

3750

100

Penambangan Terbuka Bawah tanah Pekerjaan konstruksi Terbuka Bawah tanah Total

Jumlah penambangan bijih dengan open pit bervariasi untuk setiap negara. Di USA sekitar 85% penambangan bijih logam dilakukan melalui open pit tetapi untuk negara Swedia hanya 30%. Tabel 3.6 memperlihatkan jumlah penambangan open pit dan bawah tanah di dunia barat yang menghasilkan 150.000 ton bijih/ tahun (tidak termasuk tambang batubara).

Tabel 3.6 dapat mewakili 90% produksi tambang di

seluruh belahan dunia yang meningkat dari 1.900 juta sampai 3-500 juta ton per tahun selama periode 1968-1977. Tabel 3.6 menunjukkan bahwa produksi tambang meningkat bukan karena peningkatan jumlah industri pertambangan, tetapi lebih dikarenakan perluasan METODE PENAMBANGAN DAN PEMILIHANNYA

III-14


daerah penambangan. Jumlah industri pertambangan besar meningkat, dan selama periode waktu yang sama, jumlah tambang kecil dan medium meningkat dengan konstan atau sebaliknya menurun menjadi semakin kecil.

Tabel 3.6 Tambang Bawah Tanah Vs Terbuka di Dunia Barat (Anon, 1977) Metode Penambangan

1968

1977

Bawah tanah >3 juta ton/tahun

29

56

1-3 juta ton/tahun

144

140

0.5-1 juta ton/tahun

116

119

0.3-0.5 juta ton/tahun

108

121


166

157

Subtotal

563

593

>3 juta ton/tahun

102

138

1-3 juta ton/tahun

109

142

0.5-1 juta ton/tahun

81

64


68

53


61

62

Subtotal

421

459

Total

984

1052

Terbuka

3.3.1.2. Perkembangan produksi Perkembangan

teknis

yang

cepat

selama

beberapa

dekade

terakhir

menghasilkan peningkatan produktivitas yang tinggi. Produktivitas menunjukkan peningkatan yang lebih besar pada tambang-tambang besar dibandingkan tambang-tambang kecil serta lebih tinggi diperoleh dari tambang terbuka daripada tambang bawah tanah. Pada tambang terbuka hanya terdapat sedikit pembatasan untuk bisa mempergunakan mesin-mesin dengan kapasitas yang


III-15


besar, berbeda dengan tambang bawah tanah yang dibatasi oleh ruang kerja yang sempit. Pada studi perbandingan antara tambang terbuka di USA dengan tambang bawah tanah di Swedia yang telah dilakukan beberapa memperlihatkan bahwa produksi tambang terbuka per tambang secara berkala lebih menunjukkan peningkatan

dibandingkan

tambang

bawah

tanah,

tetapi

prosentase

peningkatan lebih besar terjadi pada tambang bawah tanah. Sejak awal abad masehi, untuk tambang terbuka produktivitas meningkat sebanyak 250% dan untuk tambang bawah tanah 350%, dan produktivitas mulai meningkat akhirakhir ini pada tambang bawah tanah besar dibandingkan tambang bawah tanah kecil.


III-16


BAB IV TAMBANG TERBUKA

Seperti telah dijelaskan pada bab sebelumnya bahwa metode penambangan terbuka dapat dikelompokkan menjadi 2 yaitu : 1. Tambang terbuka dengan ekstraksi mekanis; 2. Tambang terbuka dengan ekstraksi menggunakan air.

4.1. TAMBANG TERBUKA DENGAN EKSTRAKSI MEKANIS Metode penambangan terbuka dengan ekstraksi mekanis dapat dibedakan menjadi 4 yaitu ; 1) Open pit mining 2) Quarry (Kuari) 3) Open cast mining 4) Auger mining Keempat metoda tersebut adalah merupakan metode penambangan yang berperan dalam menghasilkan 90% produksi bahan tambang yang dihasilkan dari sistem tambang terbuka. Lebih spesifik lagi, jika dilihat dari total produksinya maka tambang open pit (Gambar 4.1 dan Gambar 4.2) dan open cast (Gambar 4.3) merupakan metode penambangan yang paling banyak diterapkan dalam tambang terbuka.

4.1.1. Open pit Open pit mining dicirikan dengan bentuk tambang berupa corong (kerucut terbalik) di permukaan bumi. Pada open pit mining, tanah penutup dikupas dan diangkut ke suatu daerah pembuangan yang tidak ada endapan ekonomis di bawahnya. Kedua aktivitas, yaitu pengupasan dan penggalian, dilakukan pada suatu pemuka kerja (front) yang berbentuk satu atau beberapa jenjang. Pembuatan pemuka kerja lebih dari satu, baik pada elevasi yang sama maupun beda elevasi, dimaksudkan untuk memastikan terjaminnya kemenerusan produksi (tidak ada delay kerja).

TAMBANG TERBUKA

IV-1


Setelah didahului dengan aktivitas pengupasan lapisan penutup, pengupasan dan penggalian bijih atau endapan target dilakukan secara seksama dengan urut-urutan yang mengikuti kaidah perencanaan tambang, sehingga biaya penggalian bijih/endapan target dan lapisan penutup dapat dibayar dari penjualan bijih/ endapan target yang tergali, sedemikian rupa sehingga operasional jangka panjang, yaitu pembukaan/ penggalian sampai pit limit dapat tercapai. Jenjang tunggal dirancang sesuai dengan peralatan mekanis yang digunakan. Tinggi jenjang dibatasi oleh jangkauan excavator/shovel, sedangkan lebar jenjang harus cukup luas bagi peralatan gali-muat dan truk untuk bermanuver. Kemiringan lereng ditentukan berdasarkan perhitungan kemantapan lereng dengan input berupa data sifat fisik dan data kuat geser material pembentuk lereng tersebut. Beberapa variasi dari open pit mining dapat dilihat pada Gambar 4.4.

Gambar 4.1 Open Pit di Toquepala, Peru (diameter 1 Km, kedalaman 400m).

TAMBANG TERBUKA

IV-2


Gambar 4.2. Tambang tembaga Open Pit di Kanada (dekat laut).

Gambar 4.3. Tambang Open pit dan Open cast.

TAMBANG TERBUKA

IV-3


Gambar 4.4. Variasi dari berbagai Open Pit Mining (Hartman, 1987).

TAMBANG TERBUKA

IV-4


4.1.2. Quarry (Kuari) Kuari adalah jenis tambang terbuka yang diterapkan untuk menambang endapan-endapan bahan galian industri atau mineral industri (industrial minerals), misalnya penambangan batugamping, marmer, granit, andesit dan sebagainya. Kuari dapat menghasilkan material atau hasil tambang dalam bentuk pecahpecah (loose/broken stone) ataupun potongan batu dengan bentuk yang teratur (dimensional stone). Namun demikian, ada beberapa ahli yang menyatakan bahwa istilah Quarry hanya diterapkan pada tambang bahan galian mineral non metal yang menghasilkan dimensional stones, sedangkan tambang bahan galian

mineral

non

metal

yang

menghasilkan

bentuk

pecah-pecah

(loose/broken material) tetap disebut open pit. Kuari tipe broken stone (lihat Gambar 4.5) digunakan untuk menambang batuan yang berbentuk agregat ataupun chemical limestone menggunakan metode peledakan untuk menciptakan fragmentasi batuan. Tingkat produksi bahan galian lebih tinggi daripada kuari tipe dimension stone.

Gambar 4.5. Tambang kuari agregat.

TAMBANG TERBUKA

IV-5


Kuari

tipe

dimensional

stone

biasanya

digunakan

untuk

menambang

batugamping, batupasir, granit, marble dan dolomit. Hasil dari penambangan ini berupa batuan berbongkah besar (lihat Gambar 4.6 dan 4.7). Teknik yang digunakan pada metode ini antara lain: jet burning, wire saw, chain saw with tungsteen cutting teeth, dan slot drilling (lihat Gambar 4.8).

Gambar 4.6. Kuari tipe dimensional stone.

Gambar 4.7. Contoh tambang kuari dimensional stone.

TAMBANG TERBUKA

IV-6


Gambar 4.8. Teknik drilling dan blasting pada kuari tipe dimensional stone.

Berdasarkan letak endapan yang digali atau arah penambangannya secara garis besar kuari dapat dibagi menjadi dua golongan, yaitu : a. Side hill type, diterapkan untuk menambang batuan atau endapan mineral industri yang letaknya di lereng bukit atau endapannya membentuk bukit. Berdasarkan jalan masuk ke pemuka penambangan dibedakan menjadi dua, yaitu : 1. Jalan masuk berbentuk spiral Kuari tipe Side Hill dengan jalan masuk spiral diterapkan pada cadangan endapan bahan galian yang berbentuk bulat atau lonjong yang

TAMBANG TERBUKA

IV-7


membentuk bukit yang penambangannya dilakukan dengan mengupas bagian atas bukit terlebih dahulu secara melingkar. 2. Jalan masuk langsung (Gambar 4.9.) Kuari tipe Side Hill dengan jalan masuk langsung diterapkan pada cadangan endapan bahan galian yang berbentuk atau memanjang atau persegi yang terletak pada daerah berbukit yang penambangannya dimulai dari salah satu sisi bukit.

Gambar 4.9. Kuari tipe side hill dengan jalan masuk langsung.

b. Pit type, diterapkan untuk menambang batuan atau endapan mineral industri yang terletak pada suatu daerah yang relatif datar. Jadi tempat kerjanya digali ke arah bawah sehingga membuat cekungan (pit). Berdasarkan jalan masuk ke pemuka kerja, memiliki tiga kemungkinan jalan masuk, yaitu : 1. Jalan masuk spiral (Gambar 4.10) Kuari tipe pit dengan jalan masuk spiral diterapkan pada cadangan endapan bahan galian yang berbentuk bulat atau lonjong yang terletak pada daerah yang datar. 2. Jalan masuk langsung (Gambar 4.11) Kuari tipe pit dengan jalan masuk langsung diterapkan pada cadangan endapan bahan galian yang berbentuk memanjang atau persegi yang terletak pada daerah yang datar.

TAMBANG TERBUKA

IV-8


Gambar 4.10. Kuari tipe Pit dengan jalan masuk spiral.

Gambar 4.11. Kuari tipe Pit dengan jalan masuk langsung.

TAMBANG TERBUKA

IV-9


3. Jalan masuk zig-zag Kuari tipe pit dengan jalan masuk zigzag diterapkan pada cadangan endapan bahan galian yang berbentuk memanjang atau persegi yang terletak pada daerah yang datar, namun demikian jalan akses jalan dibuat zig-zag. Pembuatan jalan zig-zag dapat disebabkan antara lain karena : 1) Aktivitas penambangan sudah mencapai level yang cukup dalam sehingga apabila dibuat jalan langsung maka kemiringan jalan akan sangat curam yang tidak memungkinkan bagi alat angkut untuk memulainya. 2) Sebagai

upaya

konservasi

cadangan

sehingga

perolehan

penambangan tinggi.

Bentuk-bentuk kuari yang diuraikan diatas adalah bentuk-bentuk dasar dari kuari yang tentunya masih banyak lagi variasinya. Pada umumnya bentuk kuari yang akan diterapkan diusahakan agar menyesuaikan bentuk-bentuk dasar tersebut dengan keadaan dan bentuk endapan serta topografi daerahnya.

4.1.3. Opencast Mining Pada open pit mining, tanah penutup dikupas dan ditransportasikan ke suatu daerah pembuangan yang tidak ada endapan ekonomis di bawahnya, sedangkan open cast mining, metodanya hampir sama dengan open pit mining, tetapi berbeda pada satu hal yaitu tanah penutup tidak dibuang ke daerah pembuangan di luar tambang tetapi dibuang langsung ke lokasi bersebelahan yang telah ditambang. Aktivitas penambangan material waste disini terdiri dari penggalian, pengangkutan dan sekaligus penimbunan (=casting), yang pada umumnya dikombinasikan oleh suatu alat saja (lihat Gambar 4.12).

TAMBANG TERBUKA

IV-10


Gambar 4.12. Contoh tambang Open Cast.

4.1.4. Auger mining Auger mining adalah sebuah metode penambangan yang berhadapan dengan dinding yang tinggi atau penambangan singkapan (outcrop recovery) lapisan batubara/endapan target dengan pemboran ke dalam lapisan endapan tersebut tanpa melakukan penggalian lapisan penutup. Auger mining lahir sebelum 1940-an untuk mendapatkan batubara pada sisi dinding tinggi (high wall) dari batas akhir tambang (pit limit) terbuka secara konvensional. Penambangan batubara dengan auger bekerja dengan prinsip drag bit rotary drill skala besar. Tanpa merusak lapisan batubara dan juga lapisan batuan di atasnya, auger mengekstraksi dan menaikkan batubara dari lubang dengan memanfaatkan ulir di stang-bor dan kungkungan dinding lubang bor (lihat Gambar 4.13). Keuntungan menggunakan metode ini adalah : 1) Dapat mencapai laju penetrasi yang tinggi. 2) Volume perusakan tinggi dalam waktu yang singkat. 3) Tingkat polusi suara rendah. 4) Tidak memerlukan medium pembilas untuk membersihkan kompresor ataupun pompa pembilas.

TAMBANG TERBUKA

IV-11


Kondisi endapan yang dapat menggunakan metode ini berdasarkan Pfleider (1973) dan Anon (1979) adalah endapan yang memiliki bentuk tabular dan berlapis, kemiringannya mendekati horisontal, keseragaman bijih/endapan target tinggi, kadar dapat sangat rendah dan kedalamannya dangkal (terbatas sampai ketinggian dinding dimana auger ditempatkan). Pengembangan dan persiapan daerah untuk auger mining menjadi relatif mudah jika dilakukan bersamaan dengan pemakaian metode open cast atau open pit. Setelah open pit / open cast selesai dan belum dilakukan backfilling, auger drilling dapat ditempatkan pada lokasi di dekat high wall. Semua penambangan dengan menggunakan auger, diterapkan pada high wall atau singkapan dari batubara di daerah pegunungan dan dikombinasikan dengan metode penambangan open pit atau open cast (Gambar 4.13c dan d).

4.1.5. Peralatan Penambangan Seperti telah diketahui bahwa macam tambang Kuari sangat bervariasi, baik dilihat dari jenis bahan galiannya maupun kapasitas produksinya. Kondisi ini tentu saja akan juga menyebabkan banyaknya jenis peralatan yang digunakan dalam penambangan metode ini, mulai dari peralatan yang konvensional sampai dengan peralatan yang modern. Pemilihan peralatan yang akan digunakan tentu saja dipengaruhi oleh banyak faktor, yang diantaranya adalah : 1.

sifat fisik dan mekanik bahan galian

2.

peruntukan/bentuk akhir hasil galian yang diinginkan (dimensional stone/crushed stone)

3.

tingkat produksi yang diinginkan

4.

tingkat penguasaan teknologi

5.

keekonomian, dll.

Peralatan yang digunakan pada metode penambangan ini dapat dikelompokkan berdasarkan fungsinya sebagai berikut. •

Pemberaian & pengggalian : ∼

Hasil akhir crushed stone : Bahan peledak (ANFO dan dinamit), ripper/alat garu. Bila materialnya lunak: shovel/backhoe, dozer, sekop, cangkul-belencong.

TAMBANG TERBUKA

IV-12


∼

Hasil akhir dimensional stone: rotary saw, chain saw, atau wire-rope saw, flame-jet channeler, water-jet channeler, palu-baji, linggis, smoth blasting.

•

•

Pemuatan -

Hasil akhir crushed stone : shovel, wheel loader, sekop, scraper, dragline

-

Hasil akhir dimensional stone: crane

Pengangkutan ∼

Hasil akhir crushed stone : scraper, conveyor, truck, train

∼

Hasil akhir dimensional stone: truck, crane, hoist

Pada operasinya, selain kegiatan-kegiatan diatas tentunya ada kegiatan penunjang yang memerlukan peralatan yang spesifik, diantaranya adalah ; peralatan penunjang kelistrikan, perawatan peralatan, penirisan (pompa) dan lain sebagainya.

4.2. METODA EKSTRAKSI DENGAN AIR

Metoda ini berhubungan dengan air atau cairan untuk memperoleh mineral dari dalam bumi, baik dengan aksi hidrolik maupun dengan serangan cairan. Masih sangat kurang pemakaiannya pada tambang terbuka. Ada 2 (dua) jenis penambangan di dalam metoda ini yaitu placer mining dan solution

mining.

Placer

mining

menggunakan

air

untuk

menggali,

mentransportasi dan mengkonsentrasikan mineral-mineral berat. Solution mining adalah metoda yang membuat cair mineral-mineral sehingga dapat ditransportasikan dengan menggunakan air atau cairan pelarut. Placer mining terdiri dari hydraulicking dan dredging, sedangkan solution mining terdiri dari borehole extraction dan leaching.

TAMBANG TERBUKA

IV-13


Gambar 4.13. Contoh tambang auger pada highwall.

TAMBANG TERBUKA

IV-14


4.2.1. Placer Mining: Hydraulicking Kualitas yang berbeda dari endapan placer sehingga memungkinkan dikategorikan sebagai ekstraksi aqueous adalah (Daily, 1968) : 1) Material di tempat memungkinkan terdesintegrasi oleh aksi tekanan air (atau aksi mekanik ditambah hidrolik). 2) Ketersediaan supply air pada head yang diperlukan. 3) Ketersediaan ruang untuk penempatan waste. 4) Konsentrat berat adalah mineral yang berharga, sehingga memungkinkan dilakukan pengolahan mineral sederhana. 5) Pada umumnya, gradient alamiah dan rendah sudah memungkinkan transportasi hidrolik dari mineral. 6) Dapat mematuhi peraturan-peraturan lingkungan yang berhubungan dengan air dan pembuangan waste. Tinggi jenjang yang disemprot pada umumnya berkisar antara 5–15 m, tetapi dapat

mencapai

60

m

(Morrison

&

Russell,

1973).

Gambar

4.14

memperlihatkan metoda hydraulicking.

Gambar 4.14. Hydraulicking (tambang semprot di PT. Timah, Bangka).

TAMBANG TERBUKA

IV-15


Contoh klasifikasi dari monitor pada tambang semprot adalah sebagai berikut. Diameter nozzle

: 40-150 mm

Head

: 30-140 N/cm2 atau 300-1400 kPa

Debit

: 30-250 liter/detik

Debit water jet : Pasir

: 0,15 m/detik

Kerikil (gravel)

: 1,5 m/detik

Boulders

: 3,0 m/detik

4.2.2. Placer Mining: Dredging Dredger adalah mesin tambang menerus yang ditemukan pertama kali. Dredging

adalah penggalian endapan placer di bawah air. Dredger dapat

diklasifikasikan sebagai berikut (Turner, 1975): 1) Mekanik a. Bucket line (endless chain of buckets revolving along ladder). b. Bucket –wheel suction (buckets discharge in suction pipeline). c. Dripper (shovel/back-hoe, grapple, or dragline mounted on barge). 2) Hidraulik a. Suction (open intake suction line). b. Cutter head (evcavation by rotating cutter on suction line). Gambar 4.15 dan 4.16 menunjukkan metode dredging mekanik.

Gambar 4.15. Placer Mining: Dredger Mekanik.

TAMBANG TERBUKA

IV-16


Gambar 4.16. Kapal keruk saat menambang bijih timah di perairan.

4.2.3. Solution Mining: Borehole Extraction Bila produksi bijih konvensional menjadi lebih sulit dan lebih mahal, maka daya tarik solution mining sebagai metoda eksploitasi meningkat. Solution mining adalah salah satu metode ekstraksi aqueous dimana mineral biasanya diperoleh ditempat dengan dilarutkan, dicairkan, diluluhkan atau slurrying meskipun didahului dengan beberapa persiapan atau eksploitasi di bawah tanah, tetapi hampir semua operasi dilakukan di permukaan. Pada borehole mining (lihat Gambar 4.17 dan 4.18), air diinjeksi melalui lubang bor ke dalam formasi mineral yang kemudian dilarutkan atau dicairkan sehingga menjadi slurries mineral berharga dan dipompa ke permukaan melalui lubang bor. Kadang-kadang suatu reagen ditambahkan ke air, yang membentuk leaching kimia. Contoh mineral yang dapat dieksploitasi dengan borehole mining adalah evaporites (garam, potash, dan trona dengan dissolusi, belerang dengan melting (frasch process), phospat, kaolin, oil sand, batubara, gilsonite, uranium dengan slurrying (percobaan) dan uranium dan liquite dengan leaching kimia.

TAMBANG TERBUKA

IV-17


Gambar 4.17. Solution Mining: Boreholes Extraction (Hartman, 1987).

Gambar 4.18. Solution Mining: Boreholes Extraction Tambang Uranium (Hartman, 1987).

TAMBANG TERBUKA

IV-18


4.2.4. Solution Mining: Leaching Leaching (Gambar 4.19) adalah ekstraksi kimia untuk metal atau mineral dari ikatan suatu cadangan bijih atau dari material yang telah digali dan ditambang (Schlitt, 1982). Proses pada dasarnya adalah kimiawi tetapi dapat juga proses bakteri (beberapa bakteri beraksi sebagai katalis untuk mempercepat reaksi pada leaching sulfida). Jika ekstraksi dilakukan di tempat mineral tersebut maka dinamakan leaching insitu, dan bila dilakukan di tempat penimbunan disebut leaching

timbunan

(heap

leaching)

yang

termasuk

kategori

metoda

penambangan sekunder. Leaching pada saat ini adalah proses kombinasi, karena ditambahkan pada ekstraksi, hal itu dilengkapi beneficiation dalam tahap awal dari pengolahan mineral (Lastra dan Chase, 1984). Akibatnya, biaya produksi cenderung relatif lebih

rendah

daripada

metode

penambangan

konvensional.

Sebagai

perbandingan (Bhappu, 1982), menunjukkan bahwa untuk tambang tembaga, biaya produksi total yang diperkirakan untuk metoda open pit sekitar US$ 5,00– US$ 6,80/ton sedangkan leaching insitu sekitar US$ 3,60-US$ 4,40/ton. Aplikasi dari leaching insitu sejauh ini masih terbatas pada tembaga dan uranium, sedangkan leaching timbunan pada emas dan perak. Studi percobaan mengindikasikan

bahwa

banyak

logam

seperti

mangan,

emas-perak,

aluminium, dan cobalt-nikel, adalah kandidat utama untuk leaching insitu (Porter et. al., 1982). Leaching insitu dari lignite juga sedang diteliti (Sadler dan Huang, 1981).

TAMBANG TERBUKA

IV-19


Gambar 4.19. Solution Mining: Leaching (Hartman, 1987). 4.2.5. Manual mining method Cara penambangan ini sangat sederhana dengan menggunakan tenaga manusia hampir tidak memakai alat mekanis (lihat Gambar 4.20). Cara ini biasanya dilakukan oleh rakyat setempat atau oleh kontraktor-kontraktor kecil. Biasanya endapan yang ditambang bentuknya : a. Ukuran atau jumlah cadangannya kecil b. Letaknya tersebar dan terpencil c. Endapannya cukup kaya

Alat penambangan yang biasanya dipakai adalah : a. Pahat dan palu b. Linggis, belincong, cangkul, sekop c. Bakul dan kerekan d. Rod mill , pan (dulang) dan sluice box

TAMBANG TERBUKA

IV-20


Gambar 4.20. Contoh “Sluice Box” di PT. Tambang Timah, Bangka.

4.3. MACAM-MACAM TAMBANG TERBUKA BATUBARA Pengelompokan jenis-jenis tambang terbuka batubara didasarkan pada letak endapan, dan alat-alat mekanis yang dipergunakan. Teknik penambangan pada umumnya dipengaruhi oleh kondisi geologi dan topografi daerah yang akan ditambang. Jenis-jenis tambang terbuka batubara dibagi menjadi : 1) Contour mining Contour mining cocok diterapkan untuk endapan batubara yang relatif datar dan tersingkap di lereng pegunungan atau bukit. Cara penambangannya diawali dengan pengupasan tanah penutup (overburden) di daerah singkapan di sepanjang lereng mengikuti garis ketinggian (kontur), kemudian

diikuti

dengan

penambangan

endapan

batubaranya.

Penambangan dilanjutkan ke arah tebing sampai dicapai batas endapan yang masih ekonomis bila ditambang. Karena keterbatasan daerah yang bisa digali, maka daerah menjadi sempit tetapi panjang sehingga memerlukan alat-alat yang mudah berpindahpindah. Umur tambang biasanya pendek. Menurut Robert Meyers, contour mining dibagi menjadi beberapa metode, antara lain : TAMBANG TERBUKA

IV-21


a. Conventional contour mining Pada metode ini, penggalian awal dibuat sepanjang sisi bukit pada daerah dimana batubara tersingkap. Pemberaian lapisan tanah penutup dilakukan dengan pemboran dan peledakan atau menggunakan dozer dan ripper serta alat muat front end loader, kemudian langsung didorong dan ditimbun di daerah lereng yang lebih rendah (Gambar 4.21). Pengupasan dengan contour stripping akan menghasilkan jalur operasi yang bergelombang, memanjang dan menerus mengelilingi seluruh sisi bukit. b. Block-cut contour mining Pada

cara

ini

daerah

penambangan

dibagi

menjadi

blok-blok

penambangan yang bertujuan untuk mengurangi timbunan tanah buangan pada saat pengupasan tanah penutup di sekitar lereng. Pada tahap awal blok 1 digali sampai batas tebing (highwall) yang diijinkan tingginya. Tanah penutup tersebut ditimbun sementara, batubaranya kemudian diambil. Setelah itu lapisan blok 2 digali kira-kira setengahnya dan ditimbun di blok 1. Sementara batubara blok 2 siap digali, maka lapisan tanah penutup blok 3 digali dan berlanjut ke siklus penggalian blok 2 dan menimbun tanah buangan pada blok awal.

Gambar 4.21. Conventional Contour Mining (Anon, 1979).

TAMBANG TERBUKA

IV-22


Pada saat blok 1 sudah ditimbun dan diratakan kembali, maka lapisan tanah penutup blok 4 dipidahkan ke blok 2 setelah batubara pada blok 3 tersingkap semua. Lapisan tanah penutup blok 5 dipindahkan ke blok 3, kemudian lapisan tanah penutup blok 6 dipindahkan ke blok 4 dan seterusnya sampai selesai (Gambar 4.22). Penggalian beruturan ini akan mengurangi jumlah lapisan tanah penutup yang harus diangkut untuk menutup final pit.

Gambar 4.22. Block-Cut Contour Mining (Anon, 1979).

c. Haulback contour mining Metode haulback ini (Gambar 4.23 dan 4.24) merupakan modifikasi dari konsep block-cut, yang memerlukan suatu jenis angkutan overburden, bukannya langsung menimbunnya. Jadi metode ini membutuhkan perencanaan dan operasi yang teliti untuk bisa menangani batubara dan overburden secara efektif.

TAMBANG TERBUKA

IV-23


Gambar 4.23. Teknik Haulback Truck dengan menggunakan Front-End Loader (Anon, 1979).

Gambar 4.24. Haulback dengan menggunakan kombinasi scraper dan truk (Chioronis, 1987).

Ada tiga jenis perlatan yang sering digunakan, yaitu : - Truk atau front-end loader - Scrapers - Kombinasi dari scrapers dan truk d. Box-cut contour mining Pada metode box-cut contour mining ini (Gambar 4.25) lapisan tanah penutup yang sudah digali, ditimbun pada daerah yang sudah rata di

TAMBANG TERBUKA

IV-24


sepanjang garis singkapan hingga membentuk suatu tanggul-tanggul yang rendah yang akan membantu menampung porsi terbesar dari tanah timbunan.

Gambar 4.25. Metode Box-Cut Contour Mining (Chioronis, 1987).

2) Mountaintop removal method Metode mountaintop removal method ini (Gambar 4.26) dikenal dan berkembang cepat, khususnya di Kentucky Timur (Amerika Serikat). Dengan metode ini lapisan tanah penutup dapat terkupas seluruhnya, sehingga memungkinkan perolehan batubara 100%.

3) Area mining method Metode ini diterapkan untuk menambang endapan batubara yang dekat permukaan pada daerah mendatar sampai agak landai. Penambangannya dimulai dari singkapan batubara yang

mempunyai lapisan dan tanah

penutup dangkal dilanjutkan ke yang lebih tebal sampai batas pit.

TAMBANG TERBUKA

IV-25


Gambar 4.26. Mountaintop Removal Method (Chioronis, 1987).

Terdapat tiga cara penambangan area mining method, yaitu : a. Conventional area mining method Pada cara ini, penggalian dimulai pada daerah penambangan awal sehingga penggalian lapisan tanah penutup dan penimbunannya tidak terlalu mengganggu lingkungan. Kemudian lapisan tanah penutup ini ditimbun di belakang daerah yang sudah ditambang (lihat Gambar 4.27).

Gambar 4.27. Conventional Area Mining Method (Chioronis, 1987).

TAMBANG TERBUKA

IV-26


b. Area mining with stripping shovel Cara ini digunakan untuk batubara yang terletak 10-15 m di bawah permukaan tanah. Penambangan dimulai dengan membuat bukaan berbentuk segi empat. Lapisan tanah penutup ditimbun sejajar dengan arah penggalian, pada daerah yang sedang ditambang. Penggalian sejajar ini dilakukan sampai seluruh endapan tergali (lihat Gambar 4.28). c. Block area mining Cara ini hampir sama dengan conventional area mining method, tetapi daerah penambangan dibagi menjadi beberapa blok penambangan. Cara ini terbatas untuk endapan batubara dengan tebal lapisan tanah penutup maksimum 12 m. Blok penggalian awal dibuat dengan bulldozer. Tanah hasil penggalian kemudian didorong pada

daerah yang

berdekatan dengan daerah penggalian (Gambar 4.29).

Gambar 4.28. Area mining with stripping shovel (Chioronis, 1987).

TAMBANG TERBUKA

IV-27


Gambar 4.29. Block Area Mining (Chioronis, 1987).

4) Open pit Method Metode ini digunakan untuk endapan batubara yang memiliki kemiringan (dip) yang besar dan curam. Endapan batubara harus tebal bila lapisan tanah penutupnya cukup tebal. a. Lapisan miring Cara ini dapat diterapkan pada lapisan batubara yang terdiri dari satu lapisan (single seam) atau lebih (multiple seam). Pada cara ini lapisan tanah penutup yang telah dapat ditimbun di kedua sisi pada masingmasing pengupasan (Gambar 4.30). b. Lapisan tebal Pada cara ini penambangan dimulai dengan melakukan pengupasan tanah penutup dan penimbunan dilakukan pada daerah yang sudah ditambang. Sebelum dimulai, harus tersedia dahulu daerah singkapan yang cukup untuk dijadikan daerah penimbunan pada operasi berikutnya (Gambar 4.31). Pada cara ini, baik pada pengupasan tanah penutup maupun penggalian batubaranya, digunakan sistem jenjang (benching system).

TAMBANG TERBUKA

IV-28


Gambar 4.30. Open pit method pada lapisan miring (Hartman, 1987).

Gambar 4.31. Open pit method pada lapisan tebal (Hartman, 1987).

TAMBANG TERBUKA

IV-29


BAB V TEKNIK PENAMBANGAN BAWAH TANAH

5.1.

KEGIATAN PENAMBANGAN BAWAH TANAH

Tambang dalam/tambang bawah tanah (underground mining) adalah metode penambangan yang segala kegiatan atau aktivitas penambangannya dilakukan di bawah permukaan bumi, dan tempat kerjanya tidak langsung berhubungan dengan udara luar. Penambangan bawah tanah meliputi beberapa kegiatan seperti pembuatan jalan masuk, penggalian bijih dari badan bijih di massa batuan dan pengangkutan bijih ke permukaan. Guna menunjang beberapa aktivitas tersebut dibutuhkan penggalian sejumlah lubang bukaan dengan berbagai bentuk, ukuran dan orientasi yang sesuai dengan fungsinya. Gambaran umum dari model tambang bawah tanah dapat dilihat pada Gambar 5.1. Ada tiga macam penggalian pada tambang bawah tanah yang ditunjukkan pada Gambar 5.1 tersebut, yaitu: 1. Sumber pengambilan bijih atau lombong (stope); 2. Jalan masuk ke lombong, jalan masuk untuk pelayanan dan awal pembangunan lombong; dan 3. Jalan masuk permanen dan jalan masuk pelayanan. Kesamaan antara fungsi dan perilaku geomekanik yang dibutuhkan dari berbagai tipe penggalian non produktif selalu ada dan tidak tergantung kepada metode penambangan yang dipakai.

Lombong adalah tempat dimana bijih dihasilkan. Sekumpulan lombong yang dibuat selama penggalian bijih biasanya membentuk suatu lubang bukaan yang besar. Operasi penggalian bijih pada lombong adalah inti dari proses penambangan. Oleh karena itu, pemahaman terhadap perilaku batuan yang berada di dalam badan bijih dan dalam massa batuan di sekitar badan bijih (country rock) menjadi sangat penting dalam memastikan rancangan tambang, efisiensi operasi tambang dan analisis keekonomian dari setiap lombong dan TEKNIK PENAMBANGAN BAWAH TANAH

V-1


tambang secara keseluruhan. Jalan masuk permanen dan jalan masuk pelayanan (lihat Gambar 5.1) harus memenuhi spesifikasi tertentu, seperti dapat terbuka dengan aman selama penggalian penambangan badan bijih berlangsung. Sebagai contoh, shaft untuk pelayanan dan pengangkutan bijih dan buangan harus mampu menerima getaran terus menerus akibat operasi pengangkutan (cage dan skip) yang berjalan dengan cepat.

Gambar 5.1. Skema tambang metal bawah tanah yang ideal. TEKNIK PENAMBANGAN BAWAH TANAH

V-2


5.2.

SIFAT-SIFAT BADAN BIJIH YANG MEMPENGARUHI METODE PENAMBANGAN

Metode penambangan terdiri atas suatu urutan operasi produksi yang dilaksanakan secara berulang di dalam lombong dengan membagi badan bijih menjadi beberapa blok. Operasi penambangan bijih meliputi penggalian atau pemberaian, pemuatan dan pengangkutan merupakan kegiatan utama dalam semua metode penambangan, sedangkan kegiatan penunjangnya mungkin secara spesifik dapat berbeda dari satu metode ke metode lainnya.

5.2.1. Geometri Badan Bijih Sifat ini menyatakan letak (posisi) ukuran dan bentuk badan bijih. Hal ini berhubungan dengan proses pembentukannya. Badan bijih yang berbentuk lapisan, placer, atau perlapisan yang merupakan hasil sedimentasi selalu meluas dalam bentuk dua dimensi. Urat bijih (vein) dan lensa adalah bentuk badan bijih yang juga meluas dalam dua dimensi dan biasanya merupakan hasil proses hidrotermal atau malihan (metamorfosa). Dalam cebakan masif, bentuk badan bijih lebih beraturan, contohnya badan bijih tembaga porfiri.

5.2.2. Disposisi dan Orientasi Masalah ini berkaitan dengan sifat-sifat geometri badan bijih, seperti kedalaman dari permukaan, kemiringan dan arah kemiringan serta konformasinya. Konformasi disini menjelaskan bentuk badan bijih dan kemenerusan yang ditentukan oleh sejarah pembentukannya seperti patahan dan lipatan. Sebagai contoh, di daerah yang memiliki banyak patahan mungkin memerlukan sistem penambangan yang fleksibel dan selektif agar dapat menampung perubahanperubahan mendadak dalam geometri dan kadar (mutu) endapan bijih.

5.2.3. Ukuran Dimensi absolut dan relatif penting untuk diketahui dalam menentukan metode penambangan yang cocok. Cebakan berukuran teratur dan besar mungkin cocok untuk penambangan mekanis mass-mining seperti block caving. Cebakan kecil dengan tipe bijih yang sama mungkin perlu metode selective mining dan ketepatan ground-control agar operasinya menguntungkan. TEKNIK PENAMBANGAN BAWAH TANAH

V-3


5.2.4. Geomekanika Sifat-sifat batuan utuh adalah kekuatan, karakteristik deformasi (sifat elastik, plastik dan rayapan) serta karakteristik pelapukan. Sifat-sifat massa batuan ditentukan oleh kehadiran, geometri dan sifat-sifat mekanis dari kekar, patahan, zona geser dan bidang-bidang diskontinyu lainnya. Kondisi tegangan insitu awal di dalam batuan induk juga merupakan parameter penting.

5.3.

PERSIAPAN PEMBUKAAN TAMBANG BAWAH TANAH

5.3.1. Pengertian dan Tujuan Yang dimaksud dengan persiapan pembukaan tambang bawah tanah ialah semua pekerjaan dalam rangka penyiapan atau pembangunan fasilitas kerja untuk kelancaran produksi tambang bawah tanah. Pekerjaan ini dibagi menjadi dua bagian yaitu: 1. Pembangunan fasilitas permukaan (surface facilities) 2. Pembangunan fasilitas bawah tanah (underground facilities)

Fasilitas kerja di permukaan berfungsi untuk membantu atau menunjang kegiatan di bawah tanah, meliputi jalan angkut, gedung perkantoran, gudang peralatan, gudang bahan baku dan bahan bantu, perbengkelan, stasiun bahan bakar minyak, gudang bahan peledak, pembangkit tenaga listrik, dan emplasemen (stockyard). Fasilitas bawah tanah berupa lubang-lubang bukaan berfungsi sebagai: 1. Jalan masuk dan keluar bagi karyawan dan alat angkut yang bergerak: truk, lori, skip dan cage 2. Menempatkan peralatan: trafo, sistem telekomunikasi, ban berjalan, winch, fan, pipa air, pipa angin, pipa lumpur, dan ruang makan 3. Mengangkut material: peralatan penyangga (kayu, balok, besi profil, steel arches, hydraulic props, rock bolt, resin dll), bahan peledak dan perlengkapannya, air, udara segar, dan batu hasil penambangan 4. Lubang khusus ventilasi 5. Untuk penirisan, sumur dan open channel 6. Keselamatan kerja (penyelamatan jika terjadi kecelakaan)

TEKNIK PENAMBANGAN BAWAH TANAH

V-4


Mengingat fungsinya yang sangat spesifik tersebut, maka selain karyawan tambang yang sedang bertugas dilarang masuk, kecuali bagi orang-orang tertentu yang mendapat izin seperti siswa/mahasiswa praktek, dan tamu tertentu. Berdasarkan posisinya lubang-lubang bukaan dapat berupa (lihat Gambar 5.1): 1. Lubang masuk utama (main entries), misalnya : a) Sumuran tegak / miring ( vertical / inclined shaft), b) Terowongan (tunnel / adit) 2. Lubang masuk sekunder, misalnya: lubang sejajar (drift) dan level 3. Lubang masuk tersier, misalnya: a) Lubang naik (raise), b) Lubang turun (winze), c) Sumuran buntu (blind shaft), d) Ramp

5.3.2. Bentuk dan Geometri Lubang Bukaan Bentuk dan geometri (ukuran) lubang bukaan disesuaikan dengan fungsinya. Lubang bukaan dapat berbentuk lingkaran, tapal kuda, segi empat, elips, trapesium (lihat Gambar 5.2). Penentuan bentuk ini selain disesuaikan dengan fungsinya, juga harus memperhitungkan faktor kemantapan (stabilitas). Ditinjau dari aspek mekanika batuan, lubang bukaan yang paling baik kemantapannya ialah yang berbentuk lingkaran, karena beban di sekitar lubang bukaan akan didistribusikan merata di sekitar dinding lubang bukaan tersebut. Sedangkan pada lubang bukaan berbentuk segi empat misalnya, akan terjadi konsentrasi tegangan (stress) pada sudut-sudutnya (lihat Gambar 5.3).


V-5


Gambar 5.2. Berbagai bentuk lubang bukaan.

Gambar 5.3. Distribusi tegangan di sekitar lubang bukaan.

5.3.3. Teknik Penggalian Lubang Bukaan 5.3.3.1. Metode dan siklus penggalian Penggalian suatu lubang bukaan dapat dilakukan dengan salah satu dari beberapa metode penggalian yang umum seperti 1. Metode penggalian bebas, dilakukan dengan cara sederhana, yaitu menggunakan alat-alat sederhana seperti ganco, linggis, sekop. 2. Metode mekanis dengan menggunakan road header, tunnel boring machine (TBM), drum shearer.


V-6


3. Metode pemboran dan peledakan (drilling & blasting).

Cara yang akan dipilih tergantung pada ukuran lubang bukaan, karakteristik massa batuan, dan peralatan yang mampu disediakan. Secara garis besar, siklus penggalian suatu lubang bukaan adalah sbb : 1. Penggalian (breaking/excavation) 2. Pembersihan asap ledakan (smoke clearing), jika menggunakan peledakan 3. Pembersihan atap (scaling) 4. Penyanggaan (supporting): penyanggaan sementara dan permanen. 5. Pengumpulan dan pemuatan material hasil penggalian (mucking & loading) 6. Pengangkutan material (hauling)

5.3.3.2. Penggalian mekanis Jika batuan tidak terlalu kompak/kuat, misalnya batulanau (siltstone), batulempung (claystone), dan sebagainya, maka penggalian dapat dilakukan dengan alat mekanis sejenis Road Header (Gambar 5.4). Alat ini memiliki pisau pemotong berbentuk menyerupai mahkota atau bola bergerigi. Di bagian belakangnya terdapat chain conveyor untuk memindahkan material dan ditumpahkan ke belt conveyor untuk diangkut keluar. Beberapa lubang bukaan horisontal yang mempunyai penampang berbentuk lingkaran, alat gali TBM (Tunnel Boring Machine) seperti terlihat pada Gambar 5.5 juga dapat digunakan.


V-7


Gambar 5.4. Tipe-tipe road header.

Gambar 5.5. Tunnel Boring Machine.

5.3.3.3. Penggalian menggunakan peledakan Peledakan dipakai jika batuan yang akan digali sangat kuat dan kompak dan tidak ada alat lain yang tersedia atau dapat digunakan. Pertama-tama dibuat lubang-lubang ledak (blasthole) dengan diameter, kedalaman dan pola tertentu, menggunakan mesin bor jack hammer atau jumbo drill (lihat Gambar 5.6). Tipe mesin bor yang akan dipilih tergantung pada diameter lubang tembak dan kecepatan pemboran yang diinginkan. Untuk mengatur urutan ledakan, digunakan detonator tunda (delayed detonator). Nomor pada tiap lubang menyatakan nomor urutan ledakan. Kemajuan penggalian per peledakan dikatakan baik jika kemajuan yang dicapai TEKNIK PENAMBANGAN BAWAH TANAH

V-8


sekitar 90 % dari kedalaman lubang tembaknya.

Gambar 5.6. Jumbo drill pada kegiatan development tambang bawah tanah.

5.3.4. Material Penyangga dan Perkuatan Lubang Bukaan Tidak semua lubang bukaan yang dibuat dalam batuan memerlukan penyanggaan. Hal ini terutama tergantung pada kekuatan massa batuan dan atau endapan mineralnya, dan beberapa faktor lain seperti beban batuan, ukuran lubang bukaan, kondisi air tanah, struktur geologi, dan tegangan batuan. Berdasarkan kekuatannya, massa batuan dapat dibedakan menjadi dua kategori yaitu batuan kompeten dan batuan non-kompeten. Pada batuan kompeten, lubang bukaan yang dibuat di dalamnya tidak runtuh meskipun tidak disangga dengan penyangga buatan. Contohnya batuan beku dan metamorf yang masih segar. Sebaliknya, jika lubang bukaan yang dibuat memerlukan penyanggaan buatan, maka massa batuannya disebut batuan non-kompeten. Contohnya batuan lapuk, beberapa batuan sedimen seperti batulempung, batulanau, batupasir, batubara. Pengertian penyanggaan (support) perlu dibedakan dengan perkuatan (enforcement). Penyanggaan di sini ialah penyanggaan struktural yang terbuat TEKNIK PENAMBANGAN BAWAH TANAH

V-9


dari balok kayu, besi baja, atau beton. Sedangkan perkuatan berfungsi memperkuat ikatan massa batuan di sekitar lubang bukaan, menggunakan baut batuan (rock bolt), beton-tembak (shotcrete) dan anyaman kawat (wire mesh). Maka berdasarkan pembedaan tersebut, jenis material penyangga dan perkuatan adalah : 1. Material penyangga •

Pasangan balok kayu

•

Kombinasi kayu dan besi baja

•

Pasangan besi baja (steel arch, steel rib)

•

Pasangan beton monolit

2. Material perkuatan •

Baut batuan (lihat Gambar 5.7)

•

Beton tembak (shotcrete)

•

Beton tembak dan anyaman kawat (wiremesh)

Gambar 5.7. Instalasi baut batuan.


V-10


5.3.5. Sistem Pengangkutan Bawah Tanah Sistem pengangkutan di tambang bawah tanah mempunyai beberapa fungsi penting yaitu: 1. Mengangkut pekerja ke dalam tambang dan sebaliknya 2. Mengangkut peralatan dan material ke dalam tambang dan sebaliknya Mengangkut bijih dan waste keluar tambang.

Oleh karena itu, sistem pengangkutan di tambang bawah tanah sangatlah vital dalam kelangsungan produksi tambang. Berdasarkan peranannya, sistem pengangkutan tambang bawah tanah dapat dibedakan menjadi dua, yaitu : 1. Sistem pengangkutan utama (main haulage system): •

Sistem derek kabel (hoisting system)

•

Angkutan rel (lokomotif dan lori, lori dan kabel)

•

Truk jungkit (dumptruck)

•

Ban berjalan (belt conveyor)

2. Sistem pengangkutan tambahan (auxilliary haulage system): •

Drag scraper

•

Ore pass

•

Unit Load-Haul-Dump (LHD)

•

Ban berjalan

•

Shuttle car (lihat Gambar 5.8)

Gambar 5.9 menunjukkan sebuah LHD yang dikendalikan oleh operator menggunakan remote control sedang memuat bijih ke dalam dumptruck. Sedangkan Gambar 5.10 menunjukkan tipikal dumptruck yang digunakan pada tambang bawah tanah. Suatu tambang bawah tanah biasanya memiliki beberapa stope yang menghasilkan bijih lepas atau broken ore. Bijih lepas tersebut tidak secara langsung diangkut ke permukaan tanah, tetapi dibawa melalui crosscut, atau drift, atau level, dan dikumpulkan di suatu tempat penimbunan bawah tanah (underground storage/pit bottom). Selanjutnya, bijih lepas dari penimbunan bawah tanah di angkut ke permukaan melalui jalan masuk utama (shaft, tunnel, adit) menggunakan sistem angkutan utama (main haulage). TEKNIK PENAMBANGAN BAWAH TANAH

V-11


Gambar 5.8. Shuttle car pada tambang batubara bawah tanah.

Gambar 5.9. Proses pemuatan bijih oleh LHD keatas dumptruck.


V-12


Gambar 5.10. Tipikal dumptruck yang digunakan pada proses pengangkutan bawah tanah.

5.3.6. Sistem Ventilasi Jika lubang bukaan semakin panjang, maka aliran udara bebas semakin berkurang sehingga temperatur udara di dalam lubang bukaan semakin panas. Udara di dalam lubang bukaan akan semakin lembab dan mengakibatkan kondisi kerja tidak nyaman. Pekerja mengeluarkan banyak keringat, cepat lelah, dan pusing karena kandungan oksigen dalam udara tambang semakin sedikit. Kondisi ini dapat diatasi dengan suatu sistem ventilasi, yaitu mengalirkan udara segar ke dalam tambang. Tujuan dari sistem ventilasi dalam tambang bawah tanah adalah:

Untuk menjamin agar kandungan oksigen dalam udara tambang memenuhi bagi kebutuhan

pernapasan pekerja, untuk proses mesin-mesin yang

digunakan.

Agar tercapai temperatur udara yang nyaman sepanjang jam kerja.

Untuk menghilangkan atau menurunkan konsentrasi partikel debu dan gas penggalian seperti debu batubara, debu silika, gas methane, gas sisa peledakan, dsb.

Untuk menurunkan konsentrasi gas-gas yang mengganggu misalnya CO2, gas berbahaya misalnya methan, dan gas beracun misalnya CO, NO, NO2.


V-13


Teknik pengaliran udara segar ke dalam tambang ada dua macam, yaitu sistem ventilasi alam dan sistem ventilasi buatan. Pada sistem ventilasi alam, udara akan mengalir secara alamiah ke dalam tambang karena perbedaan temperatur dan tekanan di kedua ujung lubang bukaan yang elevasinya berbeda. Kemampuan sistem ini terbatas hanya untuk lubang bukaan yang sederhana (tidak bercabang-cabang) dan dangkal. Pada sistem ventilasi buatan, udara segar dimasukkan ke dalam tambang menggunakan kipas angin (fan) bertenaga besar. Kipas angin ini dapat berfungsi sebagai pendorong udara (blower) atau sebagai pengisap udara (exhauster). Kebutuhan minimum oksigen dalam udara segar bagi seorang pekerja yang harus disediakan oleh sistem ventilasi agar kondisi kerja relatif nyaman ditunjukkan pada Tabel 5.1.

Tabel 5.1 Kebutuhan Udara Untuk Pekerja Tambang Bawah Tanah Jenis

Pernapasan

Kegiatan

(hirupan/mnt)

Istirahat

12 - 18

Kerja Biasa Kerja Keras

Udara terhirup perpernafasan

Udara terhirup -4

3

O2 Terkonsumsi -5

3

Ratio

(x 10 m /det)

(x 10 m /det)

pernapasan

337 – 705

0,82 - 2,18

0,47

0,75

30

1476 – 1968

7,64 - 9,83

3,3

0,90

40

2460

16,4

4,7

1,00

(x 103 mm3)

5.3.7. Sistem Penirisan Untuk memindahkan air keluar tambang biasanya digunakan pompa dengan kekuatan tertentu. Tapi sebelum dipompa keluar, air dikumpulkan dulu dalam suatu ceruk (sump). Di tepi tiap lantai lubang bukaan dibuat paritan untuk mengalirkan air menuju ceruk. Selanjutnya dari ceruk tersebut air dipompa, dan dialirkan ke permukaan tanah melalui pipa-pipa. Jenis pompa yang digunakan adalah pompa sentrifugal atau pompa submersible. Jenis pompa submersible lebih menguntungkan karena pompa akan mati secara otomatis jika air habis, dan akan hidup secara otomatis pula jika permukaan air mencapai ketinggian katup isap dari pompa tersebut.


V-14


5.3.8. Sistem Penerangan Lampu Keadaan di dalam tambang bawah tanah akan selalu gelap baik siang maupun malam. Untuk itu diperlukan jaringan penerangan lampu listrik dengan tujuan untuk memperlancar aktivitas penambangan dan meningkatkan keselamatan kerja (lihat Gambar 5.11). Titik-titik lampu ditempatkan baik di jalan masuk utama, jalan angkut, maupun di tempat penggalian berlangsung. Untuk menghindari terjadinya kebakaran akibat hubungan pendek (short-circuiting), maka kabel yang digunakan harus terbungkus dan terisolasi dengan baik.

5.3.9. Sistem Keselamatan Kerja Keselamatan kerja merupakan kondisi yang harus diutamakan di dalam tambang bawah tanah. Dalam membina sistem keselamatan kerja tambang, pendekatan

yang

paling

efektif

ialah

dengan

cara

mencegah

atau

menghilangkan penyebab terjadinya kecelakaan. Jadi prinsip dasar dari pencegahan kecelakaan adalah menghilangkan penyebab dari kecelakaan itu sendiri. Sarana keselamatan kerja, di samping alat pelindung diri (APD) seperti pakaian kerja, helm, sepatu kerja, masker untuk debu/gas/sinar, di tambang bawah tanah dilengkapi dengan sistem komunikasi. Sistem komunikasi ini mulai dari yang sederhana seperti

bunyi/suara, warna, gerakan tangan, sampai yang

modern seperti intercom dan telepon. Menurut penelitian, penyebab terbesar dari kecelakaan ialah faktor manusia (yaitu sekitar 90% dari jumlah kecelakaan yang terjadi), kemudian peralatan (8%), dan kondisi kerja yang tidak aman (2%). Contoh kecelakaan akibat faktor manusia misalnya pekerja terjatuh karena menaiki ban berjalan atau menumpang alat angkut, terbentur karena tidak menggunakan topi (helm), terkena ledakan, dsb. Sedangkan yang disebabkan

oleh faktor peralatan

misalnya pekerja terbentuk alat gali karena sistem hidrolis tidak bekerja, rem tidak berfungsi, dll. Selanjutnya, kecelakaan akibat kondisi kerja tidak aman misalnya pekerja kejatuhan bongkah batu yang tiba-tiba jatuh dari atap terowongan. Oleh karena itu dalam setiap pekerjaan selalu ada prosedur kerja baku TEKNIK PENAMBANGAN BAWAH TANAH

V-15


(Standard Operating Procedure = SOP) yang harus ditaati oleh setiap pekerja. Apabila prosedur kerja baku itu ditaati, maka penyebab kecelakaan yang diakibatkan oleh kelalaian dan kecerobohan pekerja dapat dihindari. Inilah kunci pokok sistem keselamatan kerja yang juga berlaku di tambang bawah tanah.

Gambar 5.11. Contoh penggunaan lampu pada continuous miner (Perhatikan ruangan yang gelap dibelakang continuous miner).

5.4.

METODE PENAMBANGAN BAWAH TANAH

Pemilihan metoda penambangan bawah tanah yang didasarkan pada geometri cadangan dan lingkungan geomekanikanya dapat dilihat pada Tabel 5.2.

Tabel 5.2 Pemilihan Metode Penambangan Bawah Tanah Berdasarkan Kekuatan Bijih dan Batuan Serta Geometri Cadangan Kekuatan bijih dan

Klasifikasi sistem

Geometri

Metode

batuan

penambangan

cadangan

Penambangan

Bijih : kuat sampai

Tabular, datar, tipis,

moderat

ukuran besar Swa – Sangga

Tabular, datar,

Self – Supported

tebal,ukuran besar


Room & Pillar

Stope & Pillar

V-16


Kekuatan bijih dan

Klasifikasi sistem

Geometri

Metode

batuan

penambangan

cadangan

Penambangan

Batuan : kompeten

Tabular, miring,

(tidak runtuh meski

tipis,ukuran

tidak disangga)

sembarang Tabular, miring, tebalukuran besar

Shrinkage Stoping

Sub-level Stoping

Bijih: Moderat

Bentuk tak teratur,

sampai lemah

miring, tipis, ukuran Cut & Fill Stoping sembarang Penyangga buatan

Tabular, miring,

(Artifically supported)

tipis, ukuran kecil

Batuan: Incompeten

Bentuk, kemiringan

(runtuh jika tidak

ukuran sembarang,

disangga)

tebal

Bijih : Moderat

Tabular, datar, tipis,

sampai lemah

ukuran besar Ambrukan

Tabular atau masif,

(Caving)

miring,

Batuan : cavable

Masif, miring, tebal,

(dapat ambruk)

ukuran besar


Stull Stoping

Square Set Stoping

Longwall

Sub-level caving

Block Caving

V-17


BAB VI METODE PENAMBANGAN SWASANGGA (OPEN STOPE METHODS)

Metode swasangga (self-supported) menggunakan massa batuan near field sebagai penyangga dirinya sendiri dan tidak memerlukan material luar sebagai penyangga buatan. 6.1. UNDERGROUND GLORY HOLE Underground glory hole terkadang disebut juga underground milling karena bentuknya yang menyerupai corongan (mill hole). Corongan tersebut terdiri dari jenjang-jenjang (benches) yang membentuk lingkaran-lingkaran konsentris (bulat atau ellips) mengelilingi sebuah raise atau winze (lihat Gambar 6.1). Kadang-kadang sebelum penambangan dimulai, endapan bijih dibagi dalam blok-blok oleh beberapa level atau sublevel untuk menghubungkan beberapa raise dengan jarak tiap level antara 8 - 15 m.

6.1.1. Syarat Penerapan Cara ini cocok untuk endapan-endapan bijih dengan karateristik sebagai berikut: 1. Kekuatan bijih: kompak dan kuat 2. Kekuatan batuan samping: kompak dan kuat 3. Bentuk endapan: bulat atau ellips, besar dan masif 4. Kemiringan endapan: > 80o 5. Ukuran endapan: < 10 m 6. Kadar bijih: sedikit merata, sorting tidak dapat dilakukan

METODE PENAMBANGAN SWASANGGA

VI-1


Gambar 6.1. Metode penambangan Glory hole.

6.1.2. Metode Penambangan Penambangan underground glory hole mengaplikasikan suatu penggalian terbuka dimana bijih dipindahkan dari lombong ke jalan pengangkutan dengan memanfaatkan efek gravitasi (lihat Gambar 6.1). Underground glory hole sering diartikan sebagai suatu operasi penambangan dimana bijih dihancurkan oleh peledakan kemudian jatuh ke jalan bijih (ore pass) oleh efek gravitasi. Open pit modern yang mengaplikasikan suatu sistem pengangkutan bijih melalui shaft yang dibangun pada bagian luar pit limit, mencirikan suatu kesamaan proses pengangkutan dengan underground glory hole (lihat Gambar 6.2).


VI-2


Metode penambangan underground glory hole dapat diterapkan untuk berbagai tipe cebakan, walaupun bentuk bahan galian tidak mempunyai kecenderungan untuk bisa dikumpulkan pada drawpoint.

6.1.3. Pembahasan Pada umumnya, kalau penurunan permukaan tanah (subsidence) tidak diinginkan, maka pillar harus ditinggalkan (bila mungkin dipilihkan bagian dari bijih yang kadarnya kecil) atau diadakan pengisian (filling) pada lombong yang telah selesai ditambang.

Gambar 6.2. Penerapan sistem pengangkutan secara bawah tanah pada open pit quarry.

Jika kemungkinan penurunan permukaan tanah tidak terjadi karena country rock yang sangat kuat dan endapan bijihnya kecil, maka biasanya dilakukan


VI-3


sistem penambangan retreating sehingga tidak perlu memelihara lombong yang telah selesai ditambang. Bila keadaan mengizinkan, maka mekanisasi (penggunaan peralatan mekanis) akan dapat memperbesar produksi.

6.1.4. Segi Positif Underground Glory Hole 1. Ongkos penambangan murah, karena tak perlu modal besar. 2. Cara kerjanya relatif mudah dan sederhana, sehingga tak perlu karyawan terampil (skilled labours). 3. Relatif aman.

6.1.5. Segi Negatif Underground Glory Hole 1. Produksi kecil, yaitu 50-100 ton/hari, karena banyak pekerjaan yang ditangani secara manual, sehingga pendapatan kecil, berarti keuntungan juga kecil. 2. Sulit

mempertahankan

jenjang-jenjangnya

karena

kesulitan

dalam

menurunkan batuan hasil peledakan.

6.2. GOPHERING Nama lain untuk metode ini adalah coyoting (di Indonesia disebut lubang tikus atau lubang marmot), yaitu suatu cara penambangan yang tidak sistematis, tidak perlu mengadakan persiapan-persiapan penambangan (development works) dan arah penggalian hanya mengikuti arah larinya endapan bijih. Oleh karena itu ukuran lombong juga tidak menentu, tergantung dari ukuran endapan bijih di tempat itu dan tanpa penyanggaan (lihat Gambar 6.3). Cara penambangan ini adalah cara penambangan yang paling sederhana, tanpa penyangga dan penggalian dilakukan tanpa alat-alat mekanis. Oleh sebab itu, metode ini sangat cocok untuk daerah-daerah yang upah buruhnya rendah (Mexico, Amerika Latin, Asia dan Afrika).

6.2.1. Syarat Penerapan Endapan bijih yang biasanya ditambang dengan cara ini adalah endapan bijih yang memiliki karateristik sebagai berikut: 1. Kekuatan bijih: relatif kuat


VI-4


2. Kekuatan batuan: cukup kuat 3. Bentuk endapan: tidak teratur 4. Kemiringan endapan: tidak teratur (spotty deposits) 5. Ukuran endapan: kecil atau lebarnya < 3 m, terpisah-pisah, terpencil letaknya. 6. Kadar bijih: tinggi , bagian-bagian yang miskin ditinggalkan sebagai pilar.

Gambar 6.3. Metode penambangan Gophering.

6.2.2. Metode Penambangan Cara penambangan Gophering hanya mengikuti arah vein. Kalau cara ini diterapkam pada vein yang sangat kaya, metode ini sering memberikan keuntungan sementara. Hal ini karena biaya pembuatan lubang bukaan dengan ukuran yang sangat bervariasi sangat mahal.

6.2.3. Pembahasan Endapan bijih yang kecil-kecil, terpisah-pisah, letaknya terpencil dan bentuknya tidak teratur, tidak mungkin ditambang secara sistematis. Akan tetapi, cukup menguntungkan untuk ditambang karena memiliki nilai yang tinggi. Cara penambangan yang dapat diterapkan adalah dengan menambang secara sederhana tanpa development works, yaitu langsung menggali endapan bijih mengikuti arah dan bentuk alamiahnya. Bila endapan bijih tersebut tidak


VI-5


homogen, pillar terkadang ditinggalkan dari bagian-bagian yang kadarnya tidak ekonomis. Cara penambangan ini tidak dibenarkan untuk menambang ore shoot atau chimney, karena akan mengganggu cara penambangan sistematis yang dipakai untuk menambang endapan bijih secara keseluruhan. Tetapi cara ini dapat dipakai untuk menambang bagian-bagian endapan bijih yang berkadar tinggi walaupun letaknya tidak memungkinkan untuk ditambang secara sistematis.

6.2.4. Segi Positif Gophering 1. Ongkos penambangan murah. 2. Memberi tempat kerja dan memperoleh pendapatan tambahan bagi penduduk di sekitar endapan.

6.2.5. Segi Negatif Gophering 1. Produksinya rendah. 2. Mencemari lingkungan hidup di sekitarnya. 3. Kurang memperlihatkan keselamatan dan kesehatan kerja para pekerjanya.

6.3. SHRINKAGE STOPING Shrinkage stoping merupakan suatu cara penambangan yang termasuk overhand stoping. Tiap bagian (slice) dibor dan diledakkan dari bawah. Tumpukan hasil peledakan tersebut akan dibiarkan di lantai untuk dipakai sebagai: 1. Tempat berpijak untuk pemboran berikutnya. 2. Penyangga batuan samping (country rock). Karena batuan yang diledakkan itu selalu bertambah volumenya, maka pertambahan volume itu dikeluarkan dari tambang. Tetapi apabila nanti blok yang bersangkutan sudah selesai ditambang, maka seluruh hasil penggalian yang berupa broken ore diambil dan lombong dibiarkan kosong.

6.3.1. Syarat Penerapan Cara penambangan ini umumnya cocok untuk endapan-endapan bijih yang memiliki karakteristik sebagai berikut:


VI-6


1. Kekuatan batuan : kuat s/d cukup kuat dan tidak mudah terbakar. 2. Kekuatan bijih : kuat dan solid. 3. Bentuk endapan : vein (urat) dan bukan endapan sulfida. 4. Kemiringan endapan : > 45o atau >70o 5. Ukuran endapan : 1-2 m atau < 3 m 6. Kadar bijih : tinggi, homogen, uniform, dan tidak bisa di-sorting. 7. Kedalaman : dangkal – moderat < 750 m

6.3.2. Metode Penambangan Teknik penambangan shrinkage stoping seperti yang terlihat pada Gambar 6.4, meliputi kemajuan penambangan lombong pada arah vertikal dan horisontal. Broken ore digunakan sebagai tempat pijakan pekerja dan penyangga sementara. Metode yang diterapkan hampir sama dengan Cut and Fill stoping. Operasi shrinkage stoping meliputi siklus pemboran dan peledakan, ekstraksi bijih, scalling dan penyanggaan. Bijih dihancurkan dalam lombong melalui penggalian atap oleh penambang yang bekerja tepat pada bagian bawah atap. Untuk menjaga ruang kerja yang cukup di dalam lombong, broken ore harus ditarik dari bagian bawah lombong setelah peledakan. Jumlah material yang ditarik berkaitan dengan pengembangan material dan peningkatan nisbah void yang terjadi ketika batuan diledakkan. Akibat peledakan, batuan yang dipindahkan berjumlah 50-55%, tetapi hanya 30-35% yang dapat diambil. Dengan jelas, aspek ini menunjukkan kerugian produksi. Ketika lombong selesai ditambang sampai ketinggian maksimum (yang mungkin membutuhkan waktu beberapa bulan sampai beberapa tahun), timbunan broken ore di dalam lombong selanjutnya diambil sampai lombong kosong. Pada saat penarikan broken ore ini mungkin saja hancuran batuan dari dinding akan terbawa sehingga menyebabkan terjadi dillution. Jenis badan bijih, orientasi, dan sifat-sifat geomekanik batuan adalah hal-hal yang perlu diperhatikan dalam pemilihan shrinkage stoping. Hal lain yang juga penting adalah sifat fisik-kimiawi bijih. Badan bijih harus benar-benar inert yang tidak mempunyai kecenderungan beroksidasi, hydrolysis, dissolution atau perekatan meterial. Badan bijih juga harus mempunyai ketahanan terhadap peremukan dan degradasi selama proses pengambilan. Sifat-sifat ini sangat


VI-7


penting untuk memastikan bahwa bijih cocok untuk diledakan. Pada metode ini juga dibutuhkan mobilitas agar terjadi aliran bebas butiran selama dalam lombong. Degradasi sifat fisik dan kimia bijih serta perekatan bijih dapat disebabkan oleh air tambang (misalnya akibat pemboran) yang mengalami perkolasi melewati masa batuan. Pengembangan pre-produksi untuk shrinkage stoping menyerupai cut-and-fill stoping, kecuali tidak diperlukannya pembuatan ore-pass dalam footwall badan bijih. Oleh karena itu, sistem ekstraksi harus dibuat pada dasar lombong dan ini terdiri atas sebuah slusher drift, yang digerakan mengarah ke finger raises atau drawpoint dan cocok untuk dikombinasikan dengan overshot loader.

Gambar 6.4. Metode Shrinkage Stoping (Hartman, 1982).


VI-8


6.3.3. Pembahasan Untuk endapan bijih kecil/sempit dan batuan keras, dapat dipakai cara-cara penambangan open lombong lain sebagai alternatif selain shrinkage stoping. Metode penambangan shrinkage stoping lebih baik diterapkan pada bijih berbentuk vein dengan kemiringan yang besar dimana bagian-bagian yang miskin (barren or low grade) tidak terlalu banyak, sehingga gaya gravitasi dapat dimanfaatkan. Untuk endapan bijih yang tebal dan lebar, alternatifnya adalah: sublevel stoping, block caving atau caving method yang lain. Metode penambangan shrinkage stoping lebih disukai untuk menambang endapan-endapan bijih yang menghendaki penambangan yang bersih (mining recovery besar), endapan bijihnya keras, tetapi mudah pecah oleh peledakan serta tidak menghendaki surface subsidence. Shrinkage stoping dapat segera berproduksi, walaupun pada tahap pertama produksi tidak dapat terlalu besar karena sebagian besar broken ore masih ditinggalkan di dalam lombong. Kondisi ini mengartikan bahwa sebagian besar modal ”mati” dalam bentuk broken ore yang masih tertinggal dalam lombong. Untuk perusahaan-perusahaan pertambangan yang kecil, hal ini merupakan sesuatu yang kurang disukai.

Broken ore yang ditinggalkan dalam lombong dapat berfungsi sebagai: 1. Tempat berpijak yang stabil bagi pembor yang dapat menampung banyak pembor sehingga dapat mempercepat penambangan. 2. Sebagai penyangga country rock. Hal ini tidak semata-mata dimaksudkan sebagai penyangga dinding lombong, sebab bila dinding tersebut mudah pecah atau runtuh maka akan terjadi dilution.

Meninggalkan broken ore dalam lombong tidak boleh terlalu lama karena akan mengakibatkan terjadinya oksidasi (terutama mineral-mineral sulfida) yang dapat menyebabkan bijih ini mengeras kembali dan akhirnya akan mengganggu proses metalurgi. Bila endapan biijih tidak pecah menjadi butir-butir yang lebih kecil sesudah peledakan, maka dibutuhkan secondary blasting yang terkadang sulit dilakukan.


VI-9


Kalau boulders (batuan yang tidak pecah akibat peledakan) tersebut berada di atas tumpukan batu hasil peledakan, maka hal itu akan mempermudah secondary blasting. Tetapi bila telah tertimbun tumpukan batuan, boulders tersebut nantinya akan dijumpai pada mulut ore chute. Oleh karena itu, pada bagian atas ore chute perlu diberi grizzly agar dapat menahan boulders sehingga dapat diakukan secondary blasting. Sesudah penambangan pada lombong selesai, maka lombong itu dapat dibiarkan kosong. Tetapi kalau endapan bijih itu tebal/lebar maka untuk mencegah surface subsidence atau pengambilan pillars di sekitar tiap levels, maka pengisian lombong dengan material lain perlu dilakukan. Disini mungkin diperlukan perataan filling material agar dapat mengisi seluruh ruangan. Cara penambangan ini tidak memungkinkan adanya sorting atau selective mining. Bila terdapat irregularrities bijih, maka barren atau low grade akan ikut terambil. Cara penambangan ini membutuhkan ongkos penggalian antara $ 1,00/ton untuk endapan bijih yang tebal dan mudah ditambang sampai $4,00/ton untuk endapan bijih yang kecil sempit dan sifat-sifat fisiknya menyebabkan penambangannya agak sulit.

6.3.4. Segi Positif Shrinkage Stoping 1. Memungkinkan untuk dilakukannya clean mining, sehingga mining recoverynya tinggi. 2. Tidak membutuhkan alat-alat tambahan untuk pemuatan karena broken ore dapat keluar melalui ore chute oleh gravitasi, atau investasi tidak mahal. 3. Produksi dapat cepat terlaksana, walaupun pada tahap pertama tidak besar karena sebagian besar bijih masih tertimbun di dalam lombong, recovery baik (+75%). 4. Tidak terjadi surface subsidence, telebih bila bekas-bekas lombong kemudian diisi dengan filling material. 5. Dapat dipakai untuk menambang endapan-endapan yang keras. Tetapi yang paling disukai adalah apabila endapan keras tersebut sesudah peledakan mudah pecah menjadi bongkah-bongkah yang kecil (mengurangi jumlah bahan peledak yang dipakai).


VI-10


6.3.5. Segi Negatif Shrinkage Stoping 1. Sebagian besar endapan masih akan tertinggal di dalam lombong. Bagi perusahaan yang bermodal kecil hal ini sangat menyulitkan. Produktivitas rendah sampai menengah (5-10 ton/man shift). 2. Bila country rock mudah runtuh karena getaran-getaran peledakan (ground vibration), maka pada dinding lombong akan timbul ratakan-retakan kecil (spalling) yang akan menyebabkan dilution. 3. Bila endapan yang sudah terpecahkan (broken ore) terlalu lama berada dalam lombong, dimana endapan tersebut mengandung mineral-mineral sulfida (terutama copper-sulfides) seperti: chalcosite : Cu2S, bormite : Cu5FeS4, chalcopyrite : CuFeS2, dan lain lain) yang mudah teroksidasi oleh udara, maka broken ore itu dapat menjadi kompak kembali. 4. Pengaruh proses kimia tersebut juga dapat menyulitkan proses metalurgi. Untuk menghindari hal tersebut, sebaiknya lombong tidak dibuat terlalu panjang sehingga broken ore dapat segera dikeluarkan. 5. Labour intensive. 6. Biaya cukup tinggi.

6.4. SUBLEVEL STOPING Metode sublevel stoping disebut juga Vertical Crater Retreat (VCR) adalah cara pelombongan vertikal ke atas menggunakan peledakan. Penambangan sublevel stoping dilakukan dengan membuat sublevel di antara dua level yang berurutan. Pada umumnya, jarak antara level: 30-70 m ; jarak antara sublevel : 8-15 m. Penambangan dapat dilakukan dengan overhand atau underhand, tetapi yang paling sering diterapkan adalah overhand stoping.

6.4.1. Syarat Penerapan Sublevel stoping cocok diterapkan untuk endapan yang memiliki karakterisitik sebagai berikut: 1. Kekuatan batuan: kuat, kompak, dan tak mudah runtuh/dilution 2. Kekuatan bijih: cukup kuat – kuat dan kurang kompetent 3. Bentuk endapan: tabular dengan batas dan kemiringan teratur 4. Kemiringan endapan: > 30o dan angle of repose > 60o


VI-11


5. Ukuran endapan: 1 – 20 m, bila lunak < 3 m 6. Kadar bijih: merata, tidak mungkin selective mining dengan kadar yang cukup tinggi. 7. Kedalaman: 1200 – 1400 m

6.4.2. Metode Penambangan Bijih mulai diproduksi bila kemajuan development telah sampai pada aktivitas dalam lombong. Fragmentasi bijih (broken ore) dalam ore diperoleh melalui ring drill dan peledakan. Kemudian broken ore masuk ke dalam drawpoint. Muka dan dinding samping lombong ditinggalkan tanpa diberi penyanggaan. Pembuatan stoping dengan peledakan menggunakan lubang tembak panjang antara 20–30 m yang dibuat dari sublevel. Sistem pemboran peledakan umumnya terdiri dari 2 metode umum yaitu: pemboran melingkar dengan diameter 50-75 mm dan pemboran paralel dengan diameter besar 200 mm. Open lombong diterapkan pada badan bijih masif dengan kemiringan yang curam. Untuk badan bijih miring, akan dihasilkan dinding lombong yang miring pula. Kemiringan lombong pada foot wall harus melebihi angle of repose dari broken ore. Hal ini dilakukan agar diperoleh aliran bebas dari broken ore ke dalam daerah ekstraksi. Karena open stope ditinggalkan tanpa ada penyanggan, kekuatan badan bijih dan batuan samping harus sesuai agar dapat menghasilkan dinding, muka, dan atap lombong yang stabil selama penggalian. Distribusi mineral berharga dalam bijih harus teratur karena tidak mungkin dilakukan selective mining. Pemboran lubang tembak yang tidak tepat pada dinding lombong akan memperbesar kemungkinan terjadinya dilution. Dilution akibat hal ini akan lebih rentan terjadi pada badan bijih yang sempit. Lebar minimum badan bijih untuk open lombong + 6 m.

6.4.3. Pembahasan Metode penambangan dengan sublevel stoping ini dapat dilakukan secara overhand atau underhand. Untuk memudahkan pengangkutan yaitu dapat memanfaatkan gaya berat, umumnya dipakai cara overhand. Sublevel stoping diterapkan untuk vein yang tipis maupun tebal (+20 m). Untuk


VI-12


vein yang tipis, metoda ini dapat dipakai untuk menggantikan metoda yang lain misalnya shrinkage stoping. Tetapi bila vein tebal, maka penambangan harus dilakukan secara bertahap, yaitu dengan membagi vein dalam blok-blok, dimana penambangan dilakukan secara bersama-sama.

Gambar 6.5. Sublevel Stoping. Bila batuan samping mengandung banyak retakan yang dikhawatirkan akan mudah runtuh atau terjadi falling, maka dapat dilakukan penyanggaan setempat menggunakan roof bolt, split set, swellex atau cable bolt. Metode penambangan ini termasuk metode penambangan yang ongkosnya rendah, yaitu ±$7,00-10,00/ton bijih, tidak termasuk ongkos persiapan penambangan (development work).

6.4.4. Segi Positif Sublevel Stoping 1. Termasuk cara penambangan yang murah. 2. Efisiensi penambangan tinggi, karena dapat melakukan penambangan simultan METODE PENAMBANGAN SWASANGGA

VI-13


3. Kondisi kerja lebih baik karena sistem ventilasi dapat lebih mudah diatur. Bila terjadi kebakaran mudah mengatasinya karena banyak lubang-lubang bukaan. 4. Penyangga yang diperlukan hanya sedikit.

6.4.5. Segi Negatif Sublevel Stoping 1. Pekerjaan development banyak dan membutuhkan waktu lama. 2. Sulit melaksanakan selective mining. 3. Bila bijih berkekar penambangan harus hati-hati untuk menghindari dilution. 4. Konsumsi udara ventilasi besar.

6.5. ROOM AND PILLAR Metode room and pillar dan stope and pillar menggunakan lubang bukaan mendatar,

perbandingan

lebar

lubang

bukaan

terhadap

pilar

kecil,

penyanggaan pada semua lubang bukaan ringan sampai moderat. Metode ini idealnya diterapkan untuk endapan mendatar misalnya batubara, beberapa jenis endapan nonlogam (boraks, flourspar, batugamping, garam, dsb) dan sedikit endapan logam (besi, timbal, dsb). Pada akhir penambangan, terkadang dilakukan ekstraksi pilar, yaitu mengambil endapan yang semula sebagai pilar, dengan maksud untuk meningkatkan perolehan tambang (recovery).

6.5.1. Syarat Penerapan Metode room and pillar cocok diterapkan untuk endapan yang memiliki karakteristik sebagai berikut: 1. Kekuatan cadangan yang ditambang: lemah sampai moderat. 2. Kekuatan batuan sekitar: moderat sampai kuat. 3. Bentuk cadangan: rata (tabular). 4. Kemiringan cadangan: 0 - 15 derajat. 5. Ukuran endapan: penyebaran luas, tebal 1 - 4,50 m. 6. Kadar cadangan: moderat. 7. Kedalaman: dangkal sampai moderat (untuk batubara kurang dari 600 m).


VI-14


6.5.2. Metode Penambangan Pada metode ini, pengambilan endapan dilakukan dengan meninggalkan pilarpilar dengan letak dan ukuran yang beraturan. Fungsi pilar di sini ialah untuk menjamin agar rongga penambangan tidak runtuh. Sebagai alat gali dapat digunakan mulai dari sistem nonmekanis (gancu, sekop) sampai dengan sistem mekanis penuh (continuous miner, road header). Untuk sistem mekanis penuh dibedakan menjadi dua sistem yaitu (lihat Gambar 6.6 dan 6.7): 1. Sistem mekanis konvensional: alat gali muat dan angkut bergerak dari satu tempat ke tempat lain, seperti: coal cutting machine, loading machine dan shuttle car. 2. Sistem mekanis kontinyu: alat gali muat dan angkut tidak bergerak, seperti: continuous miner dan conveyor belt.

6.5.3. Pembahasan Ukuran pilar (atau rasio antara lebar pilar dengan lebar penggalian) harus diperhitungkan secara cermat. Lebar pilar ditentukan berdasarkan beban atap atau berat overburden di atas penggalian, lebar penggalian dan kekuatan batuan di sekitar penggalian. Sebagai contoh, jika ditentukan rasio lebar pilar dengan lebar penggalian 3:1, maka jika lebar pilar 18 m berarti lebar penggalian maksimum 6 m.

6.5.4. Segi Positif Room and pillar Beberapa keuntungan dari penerapan metode room and pillar yaitu : 1. Produktivitas cukup tinggi: 14 ton clean coal atau 30-80 raw coal/manshift. 2. Biaya penambangan: moderat (relative cost: 30 %) 3. Recovery: cukup sampai baik (dengan ekstraksi pilar: 70-90 %) 4. Dilusi rendah sampai tinggi (0 - 40%). 5. Cocok untuk mekanisasi penuh. 6. Operasinya terpusat. 7. Cocok untuk berbagai variasi kondisi batuan atap. 8. Ventilasi bagus karena banyak lubang bukaan.


VI-15


6.5.5. Segi Negatif Room and Pillar Adapun kerugiannya adalah: 1. Ekstraksi

pillar

dapat

mengakibatkan

runtuhan

dan

penurunan

permukaan. 2. Tata-letaknya tidak fleksibel. 3. Jika tanpa ekstraksi pillar, recovery rendah (40 - 60%). 4. Makin jauh dari permukaan, beban penyangga (pilar) semakin besar. 5. Mekanisasi memerlukan investasi modal yang besar. 6. Diperlukan persiapan yang lama karena banyak lubang bukaan yang harus dibuat sebelum dapat berproduksi. 7. Berpotensi terhadap timbulnya bahaya kesehatan dan kecelakaan bawah tanah terutama pada tambang batubara.

Gambar 6.6. Metode room and pillar. (kiri: mekanis konvensional, kanan: mekanis kontinyu (Hartman, 1987)).


VI-16


Gambar 6.7. Room and pillar method pada tambang metal.

6.6. STOPE AND PILLAR Istilah lain dari metode ini yaitu open stoping, breast stoping, pillar stoping, dan bord and pillar mining. Metode ini secara garis besar sama dengan room and pillar tetapi ada perbedaan yang unik. Stope and pillar paling banyak dipakai untuk semua jenis batuan keras (bijih tembaga, besi, timbal, batugamping dan marmer, uranium, seng, dsb). Lubang bukaan dibuat mendatar tanpa penyangga buatan di dalam endapan mineral dengan pola yang teratur atau sembarang dan membentuk pillar sebagai penyangga (lihat Gambar 6.8).

6.6.1. Syarat Penerapan Persyaratan penggunaan metode stope and pillar: 1. Kekuatan bijih: moderat sampai kuat. 2. Kekuatan batuan: moderat sampai kuat. 3. Bentuk endapan: tabular, lensa. 4. Kemiringan endapan: datar atau kurang dari 300 5. Ukuran endapan: penyebaran cukup luas dengan tebal moderat 6. Kadar bijih: rendah sampai moderat. 7. Keseragaman bijih: bervariasi, waste atau yang berkadar rendah ditinggal


VI-17


sebagai pillar. 8. Kedalaman: dangkal sampai moderat (pada batuan kompeten < 900 m, pada batuan sangat kuat bisa sampai 1000 m).

6.6.2. Metode Penambangan Penambangan metode stope and pillar menggunakan siklus dasar produksi yang

umum

digunakan,

yaitu:

pemboran,

peledakan,

pemuatan,

dan

pengangkutan dengan meninggalkan pillar sebagai penyangganya. Karena metode ini digunakan untuk tambang bawah tanah noncoal yang batuan sampingnya relatif keras, maka metode ini tidak menggunakan continuous miner. Aplikasi Tunnel Boring Machine (TBM) dan continuous miner bisa saja digunakan untuk development dan penambangan, dengan syarat material yang digali adalah material lemah.

6.6.3. Pembahasan Yang membedakan metode ini dengan metode room and pillar, selain jenis bahan galian yang ditambang, adalah lokasi pilar dan benching systems. Pada metode ini, bentuk dan ukuran pilar tidak beraturan. Selain itu, pilar ditempatkan pada daerah yang berkadar rendah, bahkan tidak jarang batuan samping berfungsi sebagai pilar. Pada lapisan bijih yang tebal (>6 m), maka benching system akan digunakan (lihat Gambar 6.9).

6.6.4. Segi Positif Stope and pillar Keuntungan dari metode ini adalah: 1. Produktivitas: moderat sampai tinggi (untuk nonbatubara 30-50 ton/manshift, maksimum 50-70 ton/man shift). 2. Biaya penambangan: moderat (relative cost: 30 %). 3. Tingkat produksi: moderat sampai tinggi. 4. Fleksibilitas tinggi: metode mudah dimodifikasi 5. Cocok untuk mekanisasi dengan peralatan besar 6. Tempat penggalian dapat lebih dari satu 7. Recovery tanpa ekstraksi pilar: sedang sampai baik (60-80%), dilusi rendah (10-20%).


VI-18


6.6.5. Segi Negatif Stope and Pillar Sedangkan kerugiannya adalah : 1. Diperlukan ground control yang kontinyu di belakang penggalian jika batuan dan bijih tidak kompeten karena tegangan di lubang bukaan makin dalam makin besar. 2. Untuk mekanisasinya, diperlukan investasi yang mahal. 3. Beberapa endapan bijih tertinggal sebagai pillar. 4. Ventilasi kurang baik karena kecepatan aliran udara rendah.

Gambar 6.8. Metode Stope and pillar.


VI-19


Gambar 6.9. Benching system pada metode stope and pillar.


VI-20


BAB VII METODE PENAMBANGAN YANG DISANGGA (SUPPORTED STOPE METHODS)

Metode penambangan yang diterapkan untuk endapan-endapan yang batuan samping dan bijihnya lunak memerlukan suatu sistem penyanggaan yang sistematis. Penyangga yang dimaksud disini bukanlah penyangga alamiah melainkan penyangga buatan. Secara umum, penyangga yang digunakan di suatu tambang bawah tanah dapat dibagi atas: 1. Penyangga alamiah (natural support): a. bijih sendiri b. bijih berkadar rendah (low grade ore) c. waste atau barren rock 2. Penyangga buatan/tiruan (artificial support): a. kayu (timber) b. beton (concrete) c. dinding/tembok (masonry) d. material pengisi yang bisa berupa pasir, tanah, tailing, waste e. roof bolting terutama untuk batuan samping f. rock bolting yang berlapis-lapis g. cable bolt h. split set, swellex i. baja (steel) j. anyaman kawat (wire mesh) k. jangkar pra tegang (pre-stress anchor) l. suntikan kimia (chemical grouting) m. cement grouting n. resin grouting

METODE PENAMBANGAN YANG DISANGGA

VII-1


Yang termasuk kedalam metode ini adalah: 1. Cut and fill stoping 2. Stull stoping 3. Square set stoping 4. Shrink fill stoping

7.1. CUT AND FILL STOPING Metode ini menggunakan sistem penyanggaan dengan material pengisi (filling material) dan juga penyanggaan secara sistematis dengan salah satu material penyangga buatan tersebut diatas. Keduanya membutuhkan biaya yang tinggi, oleh sebab itu cara penambangan ini menjadi mahal, dan hanya endapanendapan bijih yang bernilai tinggi saja yang dapat ditambang dengan cara ini. Bijih ditambang dalam arah horizontal untuk tiap bloknya/per slice, dimulai dari bagian bawah stope dan bergerak ke atas. Bijih yang sudah digali/diledakkan lalu dimuat dan ditransportasikan keluar stope. Ketika satu blok/slice sudah ditambang habis, volume blok yang kosong kemudian diisi oleh waste material (lihat Gambar 7.1 dan 7.2). Fungsi material pengisi adalah: 1. Tempat berpijak pekerja dalam melakukan pemboran dan persiapan peledakan untuk melanjutkan penambangan blok/slice di atasnya. 2. Untuk menyangga batuan samping (country rock) di tempat-tempat yang bijihnya sudah diambil. 3. Untuk menghindari terjadinya amblesan (surface subsidence).

7.1.1. Syarat Penerapan Metode ini cocok untuk endapan-endapan bijih yang memiliki karakteristik sebagai berikut: 1. Kekuatan bijih: kuat dan keras, tetapi di bagian tengah-tengah ada yang kurang kompak, kadang-kadang perlu temporary support. 2. Kekuatan batuan samping: agak lemah atau kurang kompak. 3. Bentuk endapan: bijih tabular, atau cebakan (endapan) dengan batas kurang teratur atau banyak batuan “kosong” (barren rock) di antara endapan bijihnya .


VII-2


4. Kemiringan endapan: 35o – 90o ; untuk yang berbentuk vein. 5. Ukuran endapan: 4 – 40 m, tetapi yang umum adalah 10 - 12 m. 6. Kadar bijih: tinggi dan mining recovery harus diusahakan tinggi 7. Kedalaman: dangkal atau dalam.

7.1.2. Metode Penambangan Kemajuan penambangan pada sebagian besar metode cut and fill stoping dilakukan naik sepanjang badan bijih miring (overhand stoping). Kemajuan penambangan dilakukan dalam suatu siklus yang meliputi tahapan aktivitas sebagai berikut : 1. Pemboran dan peledakan, untuk batuan berlapis dengan ketebalan 3 m dilakukan pemboran pada atap stope. 2. Scalling dan penyanggaan, meliputi pelepasan loose material dari atap dan dinding stope serta penempatan penyangga. 3. Pemuatan

dan

pengangkutan

bijih,

dimana

bijih

secara

mekanis

dipindahkan dari dalam stope ke ore pass, kemudian jatuh ke jalan pengangkutan oleh gravitasi. 4. Pengisian kembali (backfill). Stope yang telah kosong diisi kembali dengan material filling. Aspek penting pada cut and fill stoping adalah penambang bekerja secara kontinyu dalam stope, dimana seluruh aktivitas produksi dilakukan tepat pada bagian bawah atap stope. Untuk keberhasilan metode penambangan ini, diperlukan pemahaman perilaku batuan dengan baik, sehingga pengendalian pada setiap tahap pekerjaan dapat dilakukan, misalnya dengan melakukan controlled blasting, mengaplikasikan penyangga bervariasi dengan teknik-teknik perkuatan batuan, serta pemantuan lubang bukaan stope. Untuk badan bijih yang berbentuk cebakan besar, badan bijih dibagi manjadi blok-blok stope yang dipisahkan oleh pillar vertikal. Penggunaan backfill pada cut and fill stoping adalah untuk batuan samping yang berkekuatan rendah, tetapi badan bijihnya mempunyai kekuatan yang lebih baik. Kadar mineral barharga dalam bijih harus tinggi agar bisa mengakomodasi dillution yang dapat terjadi ketika proses backfill. Di pihak lain, metode ini memberikan fleksibilitas dan selektivitas dalam penambangan.


Kondisi ini

VII-3


mengijinkan kontrol kadar yang baik, karena barren dibiarkan tidak ditambang atau dihancurkan walaupun tidak dikeluarkan dari stope. Kondisi ini juga memungkinkan penambangan badan bijih yang tidak teratur dengan melakukan selective mining. Keuntungan lingkungan yang diperoleh dari cut and fill stoping adalah dengan digunakannya

backfill.

pemeliharaan

kondisi

permeabilitas

dan

Dari massa

sisi

lingkungan

batuan

hidrogeologi

tidak

internal

memberikan

penambangan,

pengertian

mempengaruhi

bahwa

penambangan.

Keuntungan metode ini terhadap lingkungan eksternal penambangan adalah jarang terjadi surface subsidence. Tailing mill sangat cocok sebagai material backfilingl apabila material tersebut dapat diangkut secara hidraulik ke stope. Hal ini untuk mengeliminasi kebutuhan material tambahan dalam pengembangan tambang terutama dalam melakukan backfilling.

Gambar 7.1. Tata letak penambangan cut and fill.


VII-4


Gambar 7.2. Layout metode cut and fill.

Jumlah pekerjaan development pada cut and fill relatif sedikit bila dibandingkan dengan metode open stope. Hal ini disebabkan bijih yang ditambang juga merupakan medan kerja dan beberapa pembukaan jalan masuk dikembangkan sebagai kemajuan stope. Di sisi lain, pengembangan praproduksi stope dapat dibandingkan dengan pengembangan yang dibutuhkan untuk membuka stope. Cut and fill stoping hanya dapat dimulai setelah pembuatan jalan transportasi, ore passes, drift dan cross-cut, jalan masuk naik atau miring dan lubang bukaan naik untuk ventilasi selesai.

7.1.3. Pembahasan Metode ini termasuk agak luwes, artinya jika sifat fisik batuan berubah, maka cara penambangan dapat disesuaikan dengan kebutuhan. Misalnya, cut and fill bisa diganti dengan square setting atau bila endapan semakin ke atas semakin rendah kadarnya dan memakai cut and fill terlalu mahal, maka bisa memakai caving methods dengan syarat tidak ada permasalahan amblesan (surface subsidence).


VII-5


Apabila kestabilan bukaan mantap, pillar tidak ditinggalkan, sebab akan mengganggu penurunan bijih hasil peledakan (broken ore) ke corongan (chute). Sebaliknya,

apabila

kestabilan

bukaan

tidak

mantap,

beberapa

pillar

ditinggalkan sebagai penyanggaa dan untuk menghindari pengotoran (dillution) terhadap bijih, atau dengan cara meledakkan waste secara terpisah dan dibuang dan diusahakan tidak bercampur dengan bijih. Cara ini disebut clean mining. Beberapa gagasan untuk memperbaiki cara penambangan antara lain: 1. Mengisi lombong dengan material pengisi yang basah supaya menyebar ke segala arah dan bisa lebih padat. 2. Mengadakan sorting baik di dalam maupun di permukaan bumi. Di dalam stope ruangan sempit, yang bisa dilakukan hanya hand sorting (manual). Lambat dan kurang sempurna, tetapi jumlah material yang diangkut melalui shaft menjadi sedikit. 3. Untuk memisahkan filling material dengan broken ore dipakai papan bekas, lembaran plastik yang tebal, semen tipis, alang-alang atau anyaman daun kelapa.

7.1.4. Segi Positif Cut and Fill 1. Termasuk metode yang luwes, karena metode ini bisa menambang endapan-endapan yang tidak teratur bentuknya, pengubahan ke metode penambangan yang lain tidak begitu sulit, memungkinkan dilakukannya selective mining, walaupun terbatas. 2. Akibat dari sifat metode ini, maka dapat diusahakan mining recovery yang tinggi, yaitu mendekati 100%. 3. Dari front atau lombong dapat sekaligus dilakukan prospecting dan eksplorasi. 4. Batuan samping (country rock dan barren rock) yang secara tidak sengaja pecah dapat dipakai sebagai filling material, sehingga tidak perlu diangkut ke luar tambang. 5. Karena memakai material pengisi, maka: pemakaian penyangga kayu (timber) bisa dikurangi, surface subsidence dapat dicegah, kemungkinan kebakaran juga berkurang, dan pembusukan juga berkurang.


VII-6


6. Ventilasi bisa dihemat atau dikurangi, karena bagian-bagian yang kosong bisa ditutup dengan material pengisi, sehingga tak ada tempat penyimpanan gas-gas beracun. 7. Penambangan bisa dilakukan di beberapa lombong sekaligus, sehingga produksi bisa diatur besar kecilnya.

7.1.5. Segi Negatif Cut & Fill 1. Selain harus menambang bijihnya, metode ini juga harus memperhatikan material pengisi sehingga diperlukan lebih banyak karyawan, terutama jika material pengisi harus diambil dari jauh. 2. Untuk bentuk endapan bijih yang tak teratur, maka batuan samping harus ikut digali. 3. Setiap kali akan dilakukan peledakan, maka harus mempersiapkan alat untuk memisahkan material pengisinya dari bijih (broken ore), berarti terdapat ongkos tambahan untuk papan, tikar, dan lain-lain. 4. Ongkos penambangannya mahal, jadi hanya endapan-endapan bijih dengan nilai yang tinggi bisa ditambang dengan metode ini.

Penerapan cut and fill untuk endapan yang tipis, tetapi berkadar tinggi disebut resuing. Endapan bijih yang tipis perlu penambangan yang lebar untuk mendapat ruang kerja yang leluasa dan nyaman. Konsekuensinya, country rock harus diambil terlebih dahulu. Batuan samping diambil sebagian sebagai filling material dan sisanya dibuang melalui ore pass. Badan bijih yang tersingkap dibor dan diledakkan ke arah atap. Resuing ini cocok untuk endapan bijih yang mempunyai syarat sebagai berikut: 1. Kekuatan bijih: kuat dan keras, tetapi di bagian tengah-tengah ada yang kurang kompak, kadang-kadang perlu temporary support. 2. Kekuatan batuan samping: agak lemah atau kurang kompak. 3. Bentuk endapan: mempunyai bidang batas yang jelas antara endapan bijih dan batuan samping. 4. Kemiringan endapan: > 700. 5. Ukuran endapan: sangat tipis yaitu < 1 m; dapat berbentuk ore shoot atau berbentuk cabang dari suatu vein.


VII-7


6. Kadar bijih: tinggi, sehingga walaupun penambangan bijih hanya sedikit tetapi masih bisa menutupi penambangan. 7. Kedalaman: dangkal atau dalam.

7.2. STULL STOPING Stull stoping merupakan metode penambangan yang menggunakan penyangga kayu (timber) dan penyangga tersebut dipasang langsung dari hanging wall ke foot wall (lihat Gambar 7.3 dan 7.4). Penyangga ini disebut stull. Penyangga ini selain bisa dipasang dengan jarak yang beraturan (sistematis), tetapi juga bisa hanya dipasang pada tempat-tempat tertentu bila keadaan batuannya memungkinkan.

7.2.1. Syarat Penerapan Metode penambangan ini cocok untuk endapan bijih yang memiliki karakteristik seperti berikut: 1. Kekuatan bijih: agak kuat, sehingga tak perlu disangga secara langsung selama penambangan berlangsung. 2. Kekuatan batuan samping: mudah pecah menjadi bongkah-bongkah (slabs), sehingga perlu penyanggaan. 3. Bentuk endapan vein dan kemiringan endapan tidak terlalu berpengaruh. 4. Ukuran endapan: antara 1-3 m, yaitu ketebalan yang masih bisa dicapai oleh penyangga kayu tanpa sambungan (timber). 5. Kadar bijih: nilai yang tinggi, karena ongkos penambangannya juga tinggi, sehingga perolehan penambangan (mining recovery) harus tinggi. 6. Kedalaman: moderat (<1,1km).

7.2.2. Metode Penambangan Kegiatan penambangan dimulai dengan aktivitas development dengan urutan seperti pada penambangan overhand stoping namun lebih sederhana. Setelah semua level dibuat, kegiatan dilanjutkan dengan pembuatan raise antarlevel. Ore pass dibuat mengikuti kemajuan stope. Drawpoint dan drawbell tidak diperlukan karena biasanya ujung bawah ore pass digunakan chute. Berbeda dengan cut and fill, stull stoping jarang mengambil manfaat dari sistem


VII-8


mekanisasi. Stope yang sempit tidak dapat mengakomodasi mobile equipment. Oleh karena itu, siklus operasi penambangan mengikuti siklus penambangan manual, yaitu pemboran, charging+blasting, pemuatan, dan pengangkutan. Salah satu hal yang sangat penting pada metode ini yaitu pemasangan stull yang harus dilakukan/diletakkan sedemikian rupa di dekat back setelah peledakan produksi dilakukan. Selain itu, pemasangan plat form di lantai supaya pekerja dapat melakukan pemboran dengan nyaman.

7.2.3. Pembahasan Cara penambangan ini sangat unik karena:

Penerapannya dibatasi oleh panjang stull (timber), artinya urat bijih (vein) yang dapat dikerjakan sama dengan panjang kayu yang ada.

Adanya persoalan lubang-lubang bekas lombong, dapat dibuat modifikasi lain.

Jika tidak ingin terjadi amblesan (surface subsidence), maka stope yang sudah ditambang harus diisi dengan material pengisi (filling material). Perubahan ini menjadi cut and fill.

Kalau penurunan permukaan bumi diperbolehkan terjadi, maka lubanglubang bekas lombong boleh dibiarkan kosong dan runtuh secara alamiah.

Gambar 7.3. Bentuk penyanggan pada penambagan stull stoping.


VII-9


Gambar 7.4. Contoh penyanggaan stull set yang ideal.


VII-10


7.2.4. Segi Positif Stull Stoping 1. Cara penambangannya termasuk sederhana, penyanggaannya tidak sulit, sehingga tidak diperlukan banyak karyawan yang terlatih. 2. Cukup luwes, dalam artian dapat menambang bentuk-bentuk yang tidak teratur (irregular) dan batas antara bijih dengan batuan samping yang kurang jelas (sukar diikuti). 3. Mudah diubah ke metode penambangan yang lain, misalnya: square set stoping, cut and fill atau metode ambrukan. 4. Bisa meninggalkan pillar yang terbuat dari barren rock, dengan syarat pillar tersebut tidak terlalu besar. 5. Karena luwes dan dapat melakukan selective mining, maka perolehan tambangnya tinggi. 6. Lebih aman jika dibandingkan dengan square set stoping atau cut and fill, karena ukuran endapan bijihnya tipis.

7.2.5. Segi Negatif Stull Stoping 1. Karena memakai penyangga kayu, metode ini bisa menyebabkan terjadinya pembusukan serta bahaya kebakaran. Hal ini menyebabkan ongkos ventilasi akan lebih tinggi dan juga diperlukan ongkos pengawetan kayu penyangga. 2. Dapat menyebabkan amblesan jika tidak diikuti dengan pengisian terhadap bekas-bekas lombong. 3. Pada umumnya sukar untuk menghindari terjadinya pengotoran (dilution) terutama kalau batuan sampingnya mudah slabbing.*)

*) Slabbing Spalling

: sifat country rock yang mudah terkelupas. : mudah terkelupasnya country rock karena suhu yang tinggi.

Ground vibration : getaran akibat peledakan.

Contoh-contoh dari metode stull stoping adalah : 1. Flat Back Stull Stoping (lihat Gambar 7.5). 2. Rill Stull Stoping (lihat Gambar 7.6).


VII-11


Gambar 7.5. Flat back stull stoping.

Gambar 7.6. Rill Stull stoping.


VII-12


7.3. SQUARE SET STOPING Square set stoping merupakan sistem penambangan dengan penyanggaan sistematis yang saling tegak lurus ke segala arah (3 dimensi). Penyanggaan ini dapat berbentuk kerangka-kerangka kubus atau empat persegi panjang (lihat Gambar 7.7). Di samping itu metode penambangan ini kadang-kadang dapat juga untuk melengkapi metode penambangan yang lainnya, misalnya untuk : 1. Pillar robbing, yaitu pengambilan pillar dari daerah yang telah ditinggalkan, terutama bila pillar ini berupa endapan bijih yang berkadar tinggi. 2. Pembuatan undercut pada cara penambangan block caving. 3. Membuat underground station, ore storage atau ore bin. 4. Menggali bagian-bagian endapan yang sukar dicapai dengan metode penambangan sistematis lain, misalnya ore shoot.

7.3.1. Syarat Penerapan Metode ini cocok untuk endapan-endapan yang mempunyai karakteristik sebagai berikut: 1. Kekuatan bijih: lemah serta mudah runtuh. Bijih-bijih primer yang keras dapat berubah menjadi mudah runtuh disebabkan oleh :

Adanya soft material intercalation, yaitu penyisipan batuan lunak pada endapan bijih itu sendiri.

Adanya pelapukan terhadap mineral-mineral sulfida yang biasanya dalam bentuk pocket atau lensa-lensa, akibatnya akan memberi pengaruh lebih lunak dari batuan sekitarnya.

Adanya struktur geologi yang memperlemah endapan bijih, misal adanya joint, fault, fold, cracks, dan lain-lain .

2. Kekuatan batuan samping: lemah serta mudah runtuh. 3. Bentuk endapan: tak perlu memiliki batas-batas yang baik atau jelas dilihat, misalnya mempunyai ore shoot, pocket, dan lain-lain. 4. Kemiringan endapan: berbentuk urat bijih, mempunyai kemiringan > 450. 5. Ukuran endapan: minimum 3,5 m. 6. Kadar bijih: sangat tinggi, sehingga diperlukan perolehan tambang (mining recovery) yang tinggi untuk dapat menutupi ongkos-ongkos produksi yang


VII-13


sangat mahal. 7. Kedalaman: dalam(<2.6 km).

Gambar 7.7. Square set stoping pada endapan masif.


VII-14


7.3.2. Metode Penambangan Pada metode ini, blok bijih berukuran kecil diekstrak secara sistematis dan disangga menggunakan susunan kayu prismatis, ditopang oleh struktur penyangga yang saling berhubungan dan diisi oleh material pengisi lapisan demi lapisan (lantai demi lantai). Sehingga, metode ini dapat menambang overhand atau underhand pada berbagai jenis badan bijih.

7.3.3. Pembahasan Umumnya cara ini cocok untuk endapan dengan batuan yang lunak, oleh karena itu cara penambangan ini sulit untuk diubah ke cara penambangan yang lain. Akan tetapi, apabila diharuskan, misalnya karena keadaan batuan agak keras dan surface subsidence tidak boleh terjadi, maka dapat diubah ke cara cut and fill atau stull stoping bila urat bijihnya tipis. Tetapi kalau surface subsidence boleh terjadi, maka dapat dipakai cara top slicing. Metode penambangan ini dapat dipakai sebagai pelengkap atau pembantu cara penambangan lain bila bentuk bijihnya tidak baik, misalnya ditemukan ore shoot, atau untuk menyangga undercut pada blockcaving. Metode ini dapat menambang segala macam bentuk endapan. Selain itu square set stoping juga sering dipergunakan untuk mengambil pillar yang terletak di antara lombong-lombong yang sudah diisi dengan filling material. Modifikasi

metode

yang

pernah

diterapkan

untuk

memperbaiki

cara

penambangan ini antara lain : 1. Pemasukan material pengisi dengan cara delayed filling atau simulation filling. Untuk membantu penyanggaannya, material pengisi dapat diambil dari penggalian di bawah tanah sendiri. Misalnya: pillar robbing dari barren rock, hasil underground dan country rock yang terambil pada saat penambangan, tailing, baik yang kering maupun yang basah dan penggalian-penggalian khusus di permukaan tanah. 2. Memakai sistem penggalian yang menyerupai piramid atau rill stoping untuk memanfaatkan bantuan gaya berat. Sehingga pemakaian alat-alat mekanis, seperti scraper, shovel loader, dan lain-lain bisa dikurangi. 3. Memakai

ukuran-ukuran

kayu

penyangga


standar

agar

cara

VII-15


pemasangannya dapat lebih mudah dan cepat. 4. Mengadakan urut-urutan pekerjaan yang baik agar pekerjaan-pekerjaan pemboran,

peledakan,

penyanggaan,

dan

lain-lain

tidak

saling

mengganggu. 5. Dengan

pengetahuan

yang

cukup

mengenai

mekanika

batuan,

penggunaan peralatan pemantau deformasi lubang dan melakukan simulasi/permodelan, dapat diadakan urut-urutan penggalian yang baik agar gerakan-gerakan lapisan batuan dapat dikendalikan dengan lebih baik pula.

7.3.4. Segi Positif Square Set Stoping 1. Dapat dipergunakan untuk menambang segala macam ukuran dan bentuk endapan bijih, dengan syarat kemiringan > 450. 2. Dapat dipakai untuk endapan-endapan dan batuan samping yang keadaannya sangat lunak dan mudah runtuh. 3. Memungkinkan dilakukannya penambangan dengan mining recovery yang tinggi yaitu > 90% (high mining extraction). 4. Ventilasi lebih mudah diatur. 5. Cara penambangannya dapat memberi keamanan kerja yang tinggi.

7.3.5. Segi Negatif Square Set Stoping 1. Memakai banyak penyangga kayu, sehingga menyebabkan : Ongkos penambangan menjadi mahal karena kayu penyangga biasanya mahal harganya. Kemungkinan bahaya kebakaran lebih besar. Terjadi pembusukan sehingga akan terbentuk gas-gas beracun. Jadi diperlukan sistem ventilasi yang baik. Waktu untuk penyiapan dan penyediaan kayu penyangga lebih kurang 30% dari waktu operasi yang tersedia sehingga penambangan berjalan lamban. Sedangkan volume kayu yang diperlukan berkisar 6-15% dari volume endapan bijih yang dikeluarkan. 2. Sukar diubah ke sistem penambangan yang lain.


VII-16


BAB VIII METODE AMBRUKAN (CAVING METHODS)

Metode ini merupakan metode penambangan yang diterapkan dengan kondisi batuan samping dan/atau endapan-endapan bijih yang didesain untuk runtuh/ambruk secara terkontrol pada saat penyanggaan tidak dilakukan. Akibatnya, akan terjadi amblesan dipermukaan tanah (surface subsidence). Ada 3 (tiga) metode penambangan, yaitu : 1. Top slicing 2. Sub level caving 3. Block caving 4. Longwall

8.1. TOP SLICING Top slicing adalah suatu metode penambangan yang digunakan untuk menambang endapan-endapan bijih dan lapisan penutup (overburden) yang lemah atau mudah runtuh. Penambangan dilakukan selapis demi selapis dari atas kebawah pada lombong yang disangga. Apabila lombong sudah selesai digali, maka penyangga diatasnya dibiarkan runtuh sedikit demi sedikit atau secara bertahap. Metode ini akan memungkinkan perolehan tambang yang tinggi, walaupun sering terjadi dilution.

8.1.1. Syarat Penerapan Metode penambangan ini cocok untuk endapan bijih yang memiliki karakteristik seperti berikut : 1. Kekuatan bijih: lemah sehingga akan segera runtuh bila dibuat lubang galian dibagian bawahnya (undercut). 2. Kekuatan batuan samping: lemah - kuat 3. Bentuk endapan: endapan yang teratur dan jelas batasnya, sehingga tidak

METODE AMBRUKAN

VIII-1


memerlukan selective mining. 4. Kemiringan endapan: > 600 atau boleh mendatar. 5. Ukuran endapan: berukuran besar. Tetapi untuk ukuran yang tipis, yaitu 23 meter dan kemiringan yang besar, harus mempunyai batuan samping yang kuat agar tidak terjadi pengotoran (dilution). 6. Kadar bijih: cukup tinggi. 7. Kedalaman: dangkal.

8.1.2. Metode penambangan Penambangan dimulai dari bagian atas urat-bijih setelah dibuat raise dan cross cut (lihat Gambar 7.1). Dari ujung-ujung cross cut digali drift sampai batas uratbijih.

Gambar 8.1. Metode penambangan top slicing.

8.1.3. Pembahasan Beberapa hal yang perlu diperhatikan untuk pada penambangan metode top slicing: 1. Sebaiknya tanah penutupnya cukup tebal, agar tekanan dari atas cukup besar, sehingga cepat ambruk/runtuh. 2. Endapan bijih harus seragam, agar tidak perlu mengadakan selective mining. 3. Penyanggaan harus baik walaupun tak perlu memakai kualitas kayu yang baik. Volume kayu untuk penyangga berkisar antara 5-10% dari volume endapan bijih yang digali. Penggunaan kayu semakin dalam semakin berkurang, hal ini dikarenakan adanya mat, yaitu kayu-kayu bekas

METODE AMBRUKAN

VIII-2


penyangga yang bertumpuk. 4. Proses ambrukan sebaiknya dibuat secara perlahan agar tidak runtuh sekaligus. Hal ini dapat berbahaya atau mengurangi keselamatan kerja.

Beberapa upaya untuk meningkatkan efisiensi sistem penambangan ini adalah: 1. Untuk memperbesar produksi, daerah penggalian diperbesar di beberapa permuka kerja (front). 2. Mengurangi jumlah raise, berarti jarak antar raise dapat diperbesar. 3. Mengurangi pekerjaan persiapan harus diimbangi dengan pengangkutan yang lebih effisien.

8.1.4. Segi Positif Top Slicing 1. Bila endapan bijih teratur dan jelas batas-batasnya, maka perolehan tambangnya sangat tinggi (90-95%). 2. Bila batuan samping tidak terlalu lemah, maka pengotoran jarang terjadi. 3. Termasuk metode penambangan bawah tanah yang dapat berproduksi besar. 4. Dapat mengadakan pengambilan contoh batuan (sampling) didalam lombong secara teratur untuk mengetahui batas endapan yang tersissa secara pasti.

8.1.5. Segi Negatif Top Slicing 1. Banyak menggunakan penyanggaan kayu, sehingga dapat menyebabkan:

Bahaya kebakaran dan penimbunan gas-gas beracun dari proses pembusukan kayu-kayu penyangga.

Ongkos penambangan menjadi tinggi.

Memakan waktu untuk pemasangannya dan membutuhkan tenaga pemasang yang terampil.

2. Ventilasi di lombong menjadi sukar, sehingga perlu peralatan khusus. 3. Membutuhkan persiapan kerja yang banyak dan lama. 4. Menyebabkan amblesan yang merusak topografi dan tata lingkungan. 5. Pada waktu hujan, penirisan menjadi sibuk karena air hujan masuk dari retakan-retakan.

METODE AMBRUKAN

VIII-3


8.2. SUB LEVEL CAVING Metode ini sering juga disebut juga: sub drift caving, sub level slicing, sub slicing, slicing and caving atau sub level slicing with ore caving. Sublevel caving merupakan suatu cara penambangan yang mirip dengan top slicing tetapi penambangannya dimulai dari sub level, artinya penambangan dimulai dari atas kebawah dan tiap penambangan pada suatu level dilakukan secara lateral atau meliputi seluruh ketebalan bijih. Endapan bijih diantara dua sublevel ditambang dengan cara meruntuhkan atau mengambrukan. Suatu tumpukan bekas penyangga (timber mat) akan terbentuk di bagian atas dari ambrukan, sehingga akan memisahkan endapan bijih yang pecah dari lapisan penutup diatasnya.

8.2.1. Syarat Penerapan Metode ini cocok untuk endapan-endapan bijih yang memiliki karakteristik seperti berikut : 1. Kekuatan bijih: lemah tetapi batuan tidak mudah runtuh untuk jangka waktu tertentu dengan penyanggaan biasa, namun endapan ini akan runtuh bila penyanggaannya ini diambil. 2. Kekuatan batuan samping: lemah dan dapat pecah menjadi bongkahbongkah, dan akan menjadi penyangga batuan terhadap timber di bawahnya. 3. Bentuk endapan: agak homogen karena selective mining tidak mungkin dilakukan. 4. Kemiringan endapan: tidak begitu penting. 5. Ukuran endapan: sebaiknya > 3 meter. 6. Kadar bijih: sedang sampai tinggi. 7. Kedalaman: dangkal sampai moderat.

8.2.2. Metode Penambangan Pada sub-level caving, 15-20% produksi dilaksanakan pada saat development. Pada umumnya, development adalah membuat lubang bukaan horisontal seperti

level

pengangkutan

dan

sublevel

(drift

dan

crosscut).

Level

pengangkutan biasanya diletakkan diluar grid dari drift atau crosscut.

METODE AMBRUKAN

VIII-4


Pada saat membuat sublevel untuk ekstraksi bijih, crosscut dibuat menembus endapan hingga mencapai hanging wall atau batas caving. Di akhir crosscut, dibuat lubang tembak ke atas sampai batas atas caving, lalu dibuat juga ke kiri dan kanan sehingga berbentuk kipas. Ledakan pertama akan memecahkan slot dan ledakan berikutnya dalam satu round akan menghasilkan muck. Selanjutnya, beberapa round akan diledakkan secara simultan sehingga menginisiasi caving sampai sublevel diatasnya. Sublevel caving juga bisa menggunakan peralatan mekanis. Pemboran dan peledakan menjadi aktivitas paling dominan dalam menentukan kesuksesan operasi penambangan. Penentuan titik bor dilakukan dengan surveying dan peledakannya dikontrol. Pengangkutan muck dilakukan dengan LHD dan selajutnya ditumpahkan di orepass sehingga sampai di level pengangkutan (lihat Gambar 8.2 dan 8.3).

Gambar 8.2. Metode sublevel caving (Mining Education Australia, 2007).

METODE AMBRUKAN

VIII-5


Gambar 8.3. Siklus penambangan sublevel caving.

8.2.3. Pembahasan Metode ini merupakan metode perubahan dari top slicing menjadi block caving, terutama dilihat dari penyanggaannya. Keterangan tambahan mengenai metode sublevel caving adalah: 1 Sebaiknya batuan penutup tidak mudah pecah menjadi ukuran-ukuran kecil karena bisa digunakan sebagai penyangga. 2 Merupakan salah satu tambang bawah tanah yang berproduksi besar tetapi cukup berbahaya. Umumnya kecelakaan yang terjadi disebabkan tertimpa oleh penyangganya sendiri. 3 Sulit untuk diubah ke metode penambangan yang lain, kurang luwes.

8.2.4. Segi positif Sublevel Caving 1. Produktivitas atau produksi per man shift besar, lebih besar daripada top slicing. 2. Metode penambangan ini termasuk metode penambangan yang agak murah. 3. Ventilasi agak lebih baik dibandingkan dengan top slicing, walaupun banyak udara bersih yang lolos melewati timber mat, pecahan-pecahan bijih dan batuan penutup. 4. Kemungkinan terjadi kebakaran kecil karena penggunaan penyangga kayu sedikit, kecuali pada endapan-endapan sulfida.

METODE AMBRUKAN

VIII-6


5. Tidak ada pillar bijih yang ditinggalkan. 6. Bisa mengadakan pencampuran dengan memilih penambangan dari berbagai lombong yang berbeda-beda kadarnya. 7. Pekerjaan persiapan sebagian besar dilakukan pada badan bijih, sehingga sekaligus dapat berproduksi. 8. Metode penambangan ini dapat menjadi lebih murah dan aman untuk penambangan dibatuan

yang mudah runtuh

kecenderungan

runtuhnya

mudah

batuan

karena

memanfaatkan

samping.

Lubang-lubang

penghubung tidak perlu dipelihara. Demikian juga untuk level yang sudah selesai ditambang.

8.2.5. Segi Negatif Sublevel Caving 1. Perolehan tambang tidak tinggi yaitu berkisar 70-80%. 2. Sulit untuk mengadakan tambang pilih (selective mining) karena tidak dapat ditambang bagian demi bagian. 3. Sulit dalam mengawasi runtuhnya batuan. Oleh karena itu, dilution sering terjadi sampai 10%. Bila dilution harus rendah, maka mining recovery juga menurun. 4. Metode penambangan ini merupakan metode penambangan yang kurang luwes karena terlalu banyak syarat yang harus dipenuhi dan tidak mudah diubah ke metode yang lain.

8.3. BLOCK CAVING Blok caving merupakan suatu metode penambangan yang dimulai dengan membuat suatu undercut terhadap suatu blok endapan bijih. Untuk membuat awal development berjalan lancar, maka tinggi undercut sebaiknya dibuat antara 2,5-6,0 m. Sebelum undercut diruntuhkan, blok harus disangga dulu menggunakan beberapa pillar. Jika pillar ini dibuang, maka blok akan runtuh secara perlahan. Corongan bijih (ore chute) harus banyak agar pengambilan bijih yang pecah (broken ore) dapat merata dan batas antara bijih dan lapisan penutup teratur, sehingga kemungkinan terjadinya pengotoran (dilution) karena bercampurnya bijih dengan lapisan penutup dapat dibatasi atau dikurangi.

METODE AMBRUKAN

VIII-7


Diatas cadangan bijih yang ditambang jangan ada bangunan penting, karena penambangan ini akan menimbulkan amblesan.

8.3.1. Syarat Penerapan Metode ini cocok diterapkan terhadap endapan bijih yang memiliki karakteristik seperti berikut: 1. Kekuatan bijih: lemah, sehingga mudah pecah atau runtuh dan dapat dipisahkan dari blok disebelahnya. 2. Kekuatan batuan samping: lemah sehingga mudah pecah menjadi bongkah-bongkah yang lebih besar dari pada bongkah bijih, dimana tekanannya akan membantu memecah endapan bijih dibawahnya. 3. Bentuk endapan: homogen karena tidak mungkin dilakukan tambang pilih. Sebaiknya antara endapan bijih dan lapisan penutup (capping) terdapat perbedaan fisik yang mudah dilihat, sehingga pengotoran (dilution) pada drawpoint dapat dihindari. Endapan bijih sebaiknya tidak mudah bereaksi dengan udara. Oleh karena itu, metode ini tidak cocok untuk endapan bijih sulfida. 4. Kemiringan endapan: tidak menjadi persoalan, tetapi jika berbentuk urat bijih sebaiknya memiliki kemiringan > 650. 5. Ukuran endapan: ketebalan > 3m; tinggi > 35 m. 6. Kadar bijih: tidak perlu bernilai tinggi. 7. Kedalaman: moderate.

8.3.2. Metode Penambangan Pada metode block caving, bijih tiap blok dipindahkan dengan luas dan volume tertentu selama proses undercutting. Luas dan volume bijih yang dipindahkan harus cukup besar untuk menginisiasi ambrukan bijih dan massa batuan diatasnya. Bijih dan massa batuan tersebut di arahkan ambrukannya ke dalam drawpoint yang sudah disiapkan dibawah blok yang akan diambrukkan. Ketika bijih tersebut ambruk ke dalam drawpoint, maka bijih dan massa batuan diatasnya kehilangan penyangga dan akan terus ambruk. Abrukan dihentikan apabila kandungan bijih yang ambruk sudah tidak ekonomis lagi (tercampur dengan massa batuan yang ikut ambruk).

METODE AMBRUKAN

VIII-8


Ore chute pada bagian bawah tiap blok dibuat terlebih dahulu untuk kemudian diledakkan dan menimbulkan efek ambrukan terhadap material diatasnya. Setelah peledakan terjadi, batuan samping akan pecah membentuk bongkah dan ukurannya lebih besar daripada bijih yang ikut hancur. Oleh karena itu, bijih akan mengalir ke drawpoint, sedangkan batuan samping akan tertahan diatas sebagai penyangga. Gambar 8.4 menunjukkan skematik metode block caving pada tambang emas di North Park, Sydney, Australia. Sedangkan Gambar 8.5 menunjukkan skematik bentuk drawbell pada tambang tersebut.

Gambar 8.4. Skematik metode block caving, tambang emas North Park, Sydney, Australia.

METODE AMBRUKAN

VIII-9


Gambar 8.5. Skematik bentuk drawbell pada metode block caving.

8.3.3. Pembahasan Cara ini dapat memberikan produksi yang besar dengan ongkos penambangan per ton bijih yang murah, walaupun : 1. Ongkos persiapan besar. 2. Perolehan tambangnya rendah, yaitu antara 70 - 80 %. 3. Sering terjadi pengotoran, sehingga menyulitkan dalam pengolahannya. Pada umumnya cara ini cocok untuk endapan-endapan bijih yang berukuran besar, dan akan sangat mudah dalam penambangannya jika batas antara endapan bijih dan lapisan penutupnya

teratur, tidak banyak kantung bijih

(pockets), ore shoot, dll. Kondisi pemasaran tidak boleh tersendat-sendat, karena pengambilan bijihnya harus tetap (konstan).

8.3.4. Segi Positif Block Caving 1. Dapat berproduksi besar, dan hanya memerlukan sedikit pemboran, peledakan

serta

penyanggaan,

jadi

dapat

menekan

ongkos

penambangannya.

METODE AMBRUKAN

VIII-10


2. Pekerjaan persiapan penambangan hanya terjadi pada permulaan saja; setelah ambrukan berjalan, maka pekerjaan persiapan umumnya sudah berakhir. 3. Produksinya terpusat pada draw point, dan dari draw point terkumpul pada grizzly level, sehingga produksi mudah dikontrol. 4. Keamanan karyawan lebih terjamin, kecuali yang harus melakukan tugas perawatan pada draw point. 5. Ventilasi bisa lebih baik, apalagi bila rekahan-rekahan diantara bijih yang pecah itu tidak tertutup oleh partikel-partikel halus, jadi bisa terjadi ventilasi alam.

8.3.5. Segi Negatif Block Caving 1. Persiapan penambangan tahap pertama membutuhkan biaya besar dan waktu yang lama. 2. Perawatan drawpoints dan saluran-saluran yang dilalui bijih (ore passes) umunya sulit dan mahal. 3. Peroleh tambang rendah (70-80%), dan pengotoran sering terjadi, terutama menjelang akhir penambangan. 4. Cara ini tidak luwes, dalam arti kata : a. sukar diubah ke sistem penambangan yang lain. b. produksinya tak dapat dihentikan terlalu lama, karena dapat menyebabkan macetnya proses penurunan. 5. Ukuran dari broken ore tak dapat dikontrol. Kalau ketiga metode ambrukan diatas diperbandingkan, maka urutan peringkatnya akan terlihat seperti pada Tabel 8.1.

Tabel 8.1 Urutan Peringkat Penambangan Metode Ambrukan Urutan peringkat

Parameter 1

2

3

Murahnya ongkos penambagan

BC

SC

TS

Clean mining atautotal mining

TS

SC

BC

Besarnya produksi per luas daerah penambangan

BC

SC

TS

Close grading of ore

TS

SC

BC

METODE AMBRUKAN

VIII-11


Urutan peringkat

Parameter 1

2

3

Pemakaian kayu penyangga

BC

SC

TS

Ventilasi alamiah (natural ventilation)

BC

SC

TS

Keluwesan (flexibility)

TS

SC

BC

Pengaturan ambrukan (control of caving)

TS

SC

BC

Perolehan penambangan

TS

SC

BC

Keterangan

:

BC = Block caving

TS = Top slicing

SC = Sublevel caving

8.4. LONGWALL MINING Longwall merupakan metode yang digunakan untuk menambang lapisan batubara/bijih yang relatif datar, tipis, dan horisontal tabular. Metode ini menggunakan

shearer

untuk

mengekstrak

batubara/bijih

dan

mengumpankannya ke sebuah conveyor system (AFC = Armored Face Conveyor). Selama penambangannya, shearer akan bergerak maju dan dilindungi oleh sebuah sistem penyangga yang disebut hydraulic powered support yang juga bergerak maju dan meninggalkan batuan di atasnya ambruk dibelakang hydraulic powered support (area ambrukan disebut goaf/gob). Bentuk layout penambangan dapat dilihat pada Gambar 8.6.

Gambar 8.6. Layout penambangan longwall mining.

METODE AMBRUKAN

VIII-12


8.4.1. Syarat Penerapan Metode ini cocok diterapkan terhadap endapan bijih yang memiliki karakteristik seperti berikut: 1. Kekuatan batubara: lemah ataupun kuat, namun harus hancur saat mendapat tekanan atap. 2. kekuatan batuan samping: lemah ke moderat, harus hancur dan ambruk. 3. Bentuk endapan: tabular. 4. Kemiringan endapan: rendah (<120) dan seragam. 5. Ukuran endapan: luas (> 260 ha) dengan ketebalan yang merata. 6. kadar endapan: moderat. 7. Keseragaman endapan: seragam. 8. Kedalaman: moderat (150-900 m) dan bahkan bisa lebih dalam untuk batubara dan nonbatubara (<3,5 km).

8.4.2. Metode Penambangan Kegiatan

penambangan

dimulai

dengan

membangun

panel-panel

penambangan yang tegak lurus strike batubara/bijih (lihat Gambar 8.7). Untuk kegiatan development, biasanya digunakan continuous miner. Di bagian sisi-sisi panel penambangan, continuous miner akan meninggalkan batubara/bijih sebagai pilar yang disebut rib. Ketika panel siap untuk ditambang, powered roof support dan shearer akan dipasang sepanjang panel tegak lurus strike batubara/bijih (lihat Gambar 8.8 dan 8.9). Shearer yang akan bergerak mengekstrak batubara/bijih sepanjang panel (air akan disemprot ke shearer selama proses ini untuk mengurangi debu dan panas) dan mengalirkan material yang dipotong ke atas AFC yang akan mengalirkan material tersebut ke main conveyor di luar panel untuk selanjutnya dibawa keluar tambang. Metode penambangan dapat berupa retreating atau advancing. Retreating adalah metode yang digunakan saat menambang mundur dari arah panel yang dibuat. Advancing adalah metode yang digunakan saat menambang maju searah pembangunan panel penambangan.

METODE AMBRUKAN

VIII-13


Gambar 8.7. Skematik panel-panel penambangan metode longwall mining.

METODE AMBRUKAN

VIII-14


Gambar 8.8. Hydraulic roof support dan shearer. METODE AMBRUKAN

VIII-15


Gambar 8.9. Longwall mining pada lapisan batubara tebal (shearer dikendalikan oleh operator menggunakan remote controll).

8.4.3. Pembahasan Metode longwall merupakan metode penambangan yang sudah lama digunakan. Metode ini pertama kali digunakan pada penambangan batubara bawah tanah di Eropa pada abad ke-17. Di Amerika, metode ini sudah digunakan sejak ± 46 tahun yang lalu dan sekarang sudah lebih dari 100 longwall mining yang sedang beroperasi di Amerika. Di Indonesia, metode ini pertama kali digunakan pada penambangan batubara di Tanjung Enim oleh PT. Tambang Batubara Bukit Asam pada tahun 1993. Walaupun metode ini mengijinkan terjadinya ambrukan, penurunan permukaan tanah dan rockburst merupakan dua potensi bahaya yang harus diwaspadai. Penurunan permukaan tanah tergantung pada kedalaman longwall dan area ambrukan yang dicakupinya. Meskipun penurunan diijinkan, tetapi penurunan tersebut dapat dikontrol dengan mengaplikasikan kemajuan penambangan (advance) yang seragam. Sedangkan rockburst merupakan merupakan fenomena lepasnya energi regangan tingkat tinggi yang biasanya terjadi pada METODE AMBRUKAN

VIII-16


kedalaman >750 m. Fenomena rockburst biasanya disertai dengan suara ledakan tinggi dan dapat menimbulkan bahaya bagi pekerja dan peralatan. Pada tambang batubara, rockburst dipicu oleh ledakan gas metana. Sedangkan pada tambang metal, rockburst dipicu oleh runtuhnya/hancurnya batuan brittle seperti quartzite. Masalah seringkali muncul saat atap longwall (overburden di atas roof support) tidak runtuh bertahap walapun diharapkan untuk ambruk seiring dengan kemajuan penambangan. Atap yang menggantung ini dapat menimbulkan masalah besar. Apabila ambrukannya tidak diatur secara bertahap dan sesuai dengan waktu perkiraan akan ambruk, maka ambrukan atap bisa terjadi secara tiba-tiba dan melibatkan massa batuan yang sangat besar. Bila hal ini terjadi, maka fenomena windblast akan terjadi, yaitu ambruknya atap penambangan yang melibatkan massa batuan dalam jumlah besar dan memunculkan suara ledakan tinggi di udara (di dalam zona operasi) yang disertai oleh lepasnya udara bertekanan tinggi keseluruh panel-panel penambangan. Fenomena ini tentu saja bisa menimbulkan bahaya bagi pekerja dan peralatan. Untuk mengatasi hal ini, ambrukan yang terkontrol (Gambar 8.10) dan dimensi panelpanel penambangan yang sesuai merupakan salah satu cara untuk menghindari windblast.

8.4.4. Segi Positif Longwall Mining 1. Produktivitas tinggi, ± 107 tons/man-shift. 2. Biaya penambangan rendah. 3. Laju produksi tinggi. 4. Produksi yang berkelanjutan dan terus-menerus. 5. Membutuhkan pekerja yang sedikit. 6. Perolehan tambang tinggi (70-90%) dan dilusi rendah (10-20%). Secara teori, apabila entry chain pillars ikut ditambang, maka perolehan tambang bisa mencapai 100%. 7. Kegiatan operasi terpusat dan dapat dilakukan pada lapisan dengan kedalaman yang sangat ekstrim dan kondisi atap yang buruk/lemah. 8. Tingkat keselamatan pekerja dan alat cukup tinggi karena pekerja dilindungi oleh roof support yang ikut bergerak seiring dengan kemajuan shearer.

METODE AMBRUKAN

VIII-17


Gambar 8.10. Ambrukan yang terkontrol pada longwall mining.

8.4.5. Segi Negatif Longwall Mining 1. Ambrukan dan penurunan permukaan tanah yang terjadi dapat mencakup area yang luas. 2. Metode ini tidak fleksibel. 3. Laju penambangan harus seragam untuk menghindari masalah roof support dan penurunan. 4. Membutuhkan modal awal yang tinggi (US$ 59.000-US$ 80.000/m) per meter muka kerja. 5. Tingginya biaya pemindahan peralatan apabila salah satu panel sudah ditambang dan akan berpindah menambang ke panel selanjutnya. 6. Kondisi yang panas di daerah gob akan menimbulkan masalah temperaturkelembaban. 7. Berpotensi terjadinya windblast dan rockburst.

METODE AMBRUKAN

VIII-18


DAFTAR PUSTAKA

1. Anon., 1977, Blaster’s Handbook, 16th ed., E.I. DuPont de Nemours & Co., Wilmington, DE, 494 pp. 2. Anon., 1979a, “History of Mining and Minerals,” John Myers Marketing, Eng. Mng. J., 1p. 3. Hartman, L. Howard, 1987, Introductory Mining Engineering, Canada: John Wiley & Sons, Inc. 4. Mining Education Australia, 2007.

DAFTAR PUSTAKA

Diktat Sistem Penambangan[1]

Recommend Documents