KAJIAN TEKNIS DESAIN DAN MANAJEMEN PENIMBUNAN BATUBARA PADA STOCKPILE PT. BUKIT ASAM (Persero). Tbk ,TANJUNG ENIM , SUMATERA SELATAN
PROPOSAL PENELITIAN TUGAS AKHIR Diajukan untuk Penelitian Tugas Akhir Mahasiswa Pada Jurusan Teknik Pertambangan Fakultas Teknik Universitas Sriwijaya
Oleh REZA 03121002084
UNIVERSITAS SRIWIJAYA FAKULTAS TEKNIK 2016
A. JUDUL Kajian Teknis Desain dan Manajemen Penimbunan Batubara Pada Stockpile PT. Bukit Asam (Persero).Tbk , Tanjung Enim, Sumatera Selatan. B. BIDANG ILMU Teknik Pertambangan C. LATAR BELAKANG PT. Bukit Asam (Persero).Tbk merupakan salah satu perusahaan BUMN (Badan Usaha Milik Negara) yang memproduksi keperluan akan batubara, di dalam usaha untuk memenuhi kebutuhan industri dalam negeri maupun untuk eksport kebutuhan konsumen luar negeri, batubara yang diproduksi harus sesuai dengan permintaan maupun prasyarat yang diinginkan konsumen terutama kualitas batubara yang harus sesuai dengan standar kualitas yang telah disepakati. Penimbunan merupakan kegiatan yang harus dipertimbangkan secara teknis untuk menjaga kualitas batubara yang telah ditambang dan mampu mendukung rencana produksi batubara. Jika desain dan sistem manajemen pada daerah penimbunan tidak dilaksanakan dengan baik, maka akan menjadi faktor yang dapat menurunkan kualitas batubara pada daerah penimbunan serta terjadi penimbunan dengan kapasitas yang terlalu besar pada stockpile dibandingkan dengan target produksi. Oleh karena itu, penulis akan melakukan kajian mengenai desain dan sistem manajemen penimbunan batubara pada stockpile PT. Bukit Asam (Persero), Tbk di Tanjung Enim, Provinsi Sumatera Selatan. D. TUJUAN PENELITIAN Penelitian yang dilakukan memiliki beberapa tujuan yaitu : 1. Mengetahui faktor-faktor yang dapat mempengaruhi perubahan kualitas batubara pada saat penambangan dan penimbunan. 2. Mengetahui karakteristik dan lokasi daerah yang dilakukan penimbunan. 3. Mengetahui sistem blending dan penimbunan yag diterapkan. 4. Mengetahui produktivitas alat mekanis yang digunakan untuk melakukan penimbunan pada stockpile.
5. Mengetahui target produksi, jumlah/tonase pengiriman dan kondisi existance stockpile. 6. Menentukan desain “stockpile” dan sistem manajemen penimbunan yang optimal untuk diterapkan. E. PERMASALAHAN Stockpile adalah tempat penimbunan sementara untuk menampung batubara hasil penambangan. Permasalahan yang ditimbulkan dari penimbunan tersebut adalah sering terjadi keterbatasan kapasitas stockpile untuk target produksi yang direncanakan karena sistem manajemen belum dijalankan secara optimal serta terjadinya perubahan kualitas batubara pada saat penambangan dan penimbunan yang dapat diakibatkan oleh belum jelasnya pembagian kompartemen kualitas batubara yang akan ditimbun serta sanitasi yang kurang baik. Permasalahan tersebut perlu dilakukan kajian , sehingga dapat ditentukan desain “stockpile” dan sistem manajemen penimbunan batubara yang optimal untuk diterapkan. F. BATASAN MASALAH Batasan masalah dalam penelitian ini adalah : 1. Faktor yang mempengaruhi perubahan kualitas batubara pada saat penambangan dan penimbunan. 2. Karakteristik dan lokasi daerah yang dilakukan penimbunan. 3. Sistem blending dan penimbunan yang diterapkan. 4. Produktivitas alat mekanis yang digunakan untuk melakukan penimbunan pada stockpile. 5. Target produksi , jumlah/tonase pengiriman dan kondisi existance stockpile. G. MANFAAT 1. Manfaat Akademik Diharapkan melalui penelitian ini dapat bermanfaat sebagai bahan referensi atau bahan untuk menambah wawasan serta pemikiran bagi penulis khususnya mengenai desain dan sistem manajemen stockpile yang optimal untuk diterapkan pada tambang terbuka batubara.
2. Manfaat Praktis Manfaat dari penelitian ini adalah memberikan masukan kepada perusahaan untuk dapat menentukan desain dan sistem manajemen stockpile sehingga dapat menghindari terjadinya perubahan kualitas batubara pada saat penimbunan. H. METODOLOGI PENELITIAN Didalam melaksanakan penelitian ini, penulis akan melakukan penelitian di PT. Bukit Asam (Perero), Tbk , yang mana penelitian ini terfokuskan pada satuan kerja yang berhubungan dengan penanganan dan manajemen stockpile . Penulis menggabungkan antara teori dengan data-data yang diamati langsung dilapangan. Penulis akan menganalisa terlebih dahulu faktor-faktor yang mempengaruhi perubahan kualitas batubara dilapangan seperti pembagian kompartemen kualitas batubara pada saat penimbunan apakah sudah benar. Kemudian mengumpulkan data-data yang diperlukan seperti data kualitas batubara, karakteristik daerah timbunan, target produksi dan data yang lainnya. Penulis akan membandingkan kapasitas stockpile terhadap target produksi batubara. Adapun urutan pekerjaan penelitian ini yaitu : 1. Pengumpulan Data Data yang diperlukan, yaitu : 1.1 Data Primer, Yaitu data yang diambil dari pengamatan lapangan.yang terdiri dari : 1. Dimensi timbunan 2. Besar penimbunan dan pembongkaran harian 3. Waktu edar alat gali muat dan alat angkut 1.2 Data Sekunder, Yaitu data yang diambil dari literatur dan referensi yang berhubungan dengan penelitian ini, yang terdiri dari : 1. Data kualitas batubara 2. Data curah hujan
3. Data topografi daerah penimbunan batubara 4. Target produksi batubara 5. Spesifikasi dan jumlah batubara yang diminta konsumen 6. Sistem blending dan pola penimbunan Selanjutnya dari data tersebut dilakukan proses pengolahan data yang dilakukan dengan beberapa perhitungan yang menuju perumusan dan pembahasan serta dilakukan analisa terhadap desain dan manajemen pada ROM stockpile. Setelah itu dilakukan penarikan kesimpulan yang merupakan hasil akhir dari korelasi antara hasil pengolahan data yang dilakukan dengan permasalahan yang diteliti, sehingga dari permasalahan tersebut penulis dapat mengkaji bagaimana desain dan sistem manajemen penimbunan batubara yang optimal untuk diterapkan pada stockpile.
Kajian Teknis Desain dan Manajemen Penimbunan Batubara Pada ROM Stockpile PT. Bukit Asam (Persero), Tbk, Tanjung Enim, Sumatera Selatan.
Orientasi Lapangan
Mengkaji secara teknis desain dan manajemen yang optimal digunakan pada penimbunan batubara ROM stockpile sehingga permasalahan seperti perubahan kualitas batubara dan masalah pada saat penimbunan dapat dihindari.
Data Primer 1. Kualitas batubara
Pengambilan Data
Data Sekunder 1. Data curah hujan
2. Dimensi timbunan
2. Data topografi daerah
3. Besar penimbunan
penimbunan batubara
dan
3. Jumlah cadangan dan
pembongkaran
target produksi
harian
batubara
4. Waktu edar alat
4. Spesifikasi dan jumlah
gali muat dan alat
batubara yang diminta
angkut
oleh konsumen. Pengolahan Data
5. Sistem blending dan pola penimbunan
Pembahasan
Desain ROM stockpile dan sistem manajemen yang optimal diterapkan pada PT. Bukit Asam (persero), Tbk, Tanjung Enim , Sumatera Selatan.
GAMBAR H.1. DIAGRAM ALIR PENELITIAN
I. TINJAUAN PUSTAKA 1. Parameter Kualitas Batubara Batubara merupakan bahan galian fosil padat yang terdiri dari komponen kandungan air total, kandungan abu, zat terbang dan karbon padat, dimana kandungan di dalam komponen batubara tersebut akan menentukan besarnya nilai panas yang dihasilkan. Kualitas batubara ditentukan oleh beberapa parameter yang terkandung dalam batubara, yaitu : a.
Kandungan air total (Total Moisture) Merupakan banyaknya kandungan air yang terdapat pada batubara sesuai
dengan kondisi di lapangan, terdiri atas : Ka
ndungan air bebas (free moisture), merupakan kandungan air yang terdapat pada permukaan batubara akibat pengaruh dari luar. Ka
ndungan air bawaan (inherent moisture), merupakan kandungan air yang ada pada batubara saat pembentukan batubara tersebut. b.
Analisa proximate Analisa ini meliputi : Air
bawaan (inherent moisture), merupakan kandungan air yang ada pada batubara saat pembentukan batubara tersebut. Zat
terbang (volatile matter), merupakan zat aktif yang terdapat pada batubara, terdiri dari gas-gas yang mudah terbakar seperti; methan (CH 4), hidrogen (H2), karbon monoksida (CO), dan zat-zat yang tidak mudah terbakar seperti: uap air (H2O), karbon dioksida (CO2).
Ka rbon tertambat (fixed carbon), merupakan karbon yang tertinggal setelah dilakukan pembakaran pada batubara sesudah penguapan volatilematter.
Ka ndungan abu (ash content), merupakan hasil akhir setelah dilakukan
pembakaran terhadap batubara dan diperoleh nilai inherent moisture, volatile matter dan fixed carbon. Kandungan abu tersebut berasal dari pengotor bawaan saat terbentuk batubara maupun saat penambangan.
c.
Analisa ultimate Untuk mengetahui kadar unsur-unsur seperti karbon (C), hidrogen (H),
oksigen (O), nitrogen (N), sulfur(S). d.
Analisa abu Analisa yang bertujuan untuk mengetahui kandungan abu yang terdapat
pada batubara yaitu apabila dilakukan pembakaran tehadap batubara, maka batubara akan meninggalkan sisa pembakaran berupa abu. Abu batubara ini terdiri dari senyawa-senyawa seperti : SiO 2, Al2O3, TiO2, Fe2O3, Mn3O4, MgO, CaO, Na2O, K2O, P2O5. e.
Total sulfur Digunakan untuk mengetahui kandungan belerang total yang terdapat pada
batubara dengan membakar conto batubara pada suhu tinggi (±1350ºC). f.
Indeks ketergerusan (Hardgrove Grindability Index = HGI) Adalah suatu nilai yang menunjukkan kemudahan batubara untuk digerus.
Makin tinggi harga HGI makin mudah batubara tersebut digerus. Adapun harga HGI batubara dapat dicari dengan rumus : HGI = 13,6 + 6,93 W Dimana harga W adalah berat dalam gram batubara lembut ukuran 200 mesh. g.
Nilai kalor Adalah besarnya panas yang dihasilkan dari proses pembakaran batubara.
Harga nilai kalori yang dilaporkan dalam bentuk : Gr
oss Calorific Value (GCV) adalah nilai kalori kotor sebagai nilai kalor hasil dari pembakaran batubara dengan semua air dihitung dalam keadaan wujud gas.
Net
Calorific Value (NCV) adalah nilai kalori bersih hasil pembakaran batubara dimana kalori yang dihasilkan merupakan nilai kalor. Harga nilai kalori bersih ini dapat dicari setelah nilai kalori kotor batubara diketahui dengan menggunakan rumus :
100 TM NCV GCVx 49,2H 5,5W 100 M1 Dimana : TM
= total moisture
M1
= inherent moisture
H
= kadar hidrogen
W
= jumlah total moisture + total moisture pengganti abu (tiap 10% abu ~ 1% air) Di dalam analisa kualitas batubara di laboratorium menurut ASTM
(American Standart for Testing Material), dilaporkan dengan menyebutkan beberapa dasar analisa kualitas batubara yaitu : a.
As Receive (AR) adalah batubara hasil dari proses penambangan, sehingga masih diperhitungkan total moisture dan abu yang ada pada batubara.
b.
Air Dried Base (ADB) adalah batubara yang telah mengalami proses pemasaran lanjutan, sehingga kandungan air bebasnya hilang pada kondisi temperatur dan kelembaban standar sehingga tidak diperhitungkan lagi. Pada kondisi ini batubara dikatakan dalam kondisi dasar udara kering yang masih mengandung abu dan inherent moisture.
c.
Dried Base (DB) adalah keadaan batubara kondisi dasar udara kering yang dipanaskan pada suhu standar, sehingga batubara dalam kondisi dasar kering dan bebas dari kandungan air total tetapi masih mengandung abu.
d.
Dried Ash Free (DAF) adalah batubara bersih dan bebas dari abu maupun total moisture.
e.
Dried Mineral Matter Free (DMMF) adalah batubara bersih kering yang telah bebas dari mineral-mineral pengotor yang berasal dari zat bukan organik pada batubara saat proses pembentukannya.
2.
Manajemen Stockpile Manajemen merupakan suatu proses perencanaan, pengorganisasian,
pengkoordinasian dan pengontrolan sumberdaya untuk mencapai sasaran secara efektif dan efesien. Dimana efektif berarti bahwa tujuan dapat dicapai sesuai dengan rencana, dan efesien berarti bahwa tugas yang ada dilaksanakan secara benar, terorganisir dan sesuai dengan perencanaan. Dalam kaitanya dengan fungsi dari ROM stockpile batubara sebagai tempat penimbunan sementara maka diperlukan sistem manajemen stockpile yang tepat. (Achmad Rais, 2002) Prinsip dasar pengelolan stockpile adalah penerapan sistem FIFO ( First In First Out ), dimana batubara yang terdahulu masuk harus dikeluarkan terlebih dahulu. Disamping itu ada beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam manajemen stockpile adalah sebagai berikut : a) Kontrol Temperatur dan Swabakar b) Kontrol Terhadap Kontaminasi dan Housekeeping c) Kontrol Terhadap Aspek Kualitas Batubara d) Kontrol Terhadap Aspek Lingkungan
Gambar 1.1. Sistem FIFO ( First In First Out)
3.
Efek Potensial Penimbunan Batubara Efek penimbunan batubara bervariasi pada berbagai jenis batubara, tergantung
dari metode penimbunan (penyimpanan). Beberapa efek penimbunan yang sering terjadi adalah sebagai berikut : a.
Swabakar dan faktor swabakar timbunan batubara Swabakar timbunan batubara merupakan hal yang sering terjadi dan perlu
mendapatkan perhatian khususnya pada timbunan batubara dalam jumlah besar. Batubara akan teroksidasi saat tersingkap dipermukaan sewaktu penambangan, demikian pada saat batubara ditimbun proses oksidasi ini terus berlangsung. Akibat dari reaksi oksidasi antara oksigen dengan gas-gas yang mudah terbakar dari komponen zat terbang akan menghasilkan panas. Bila reaksi oksidasi berlangsung terus-menerus, maka panas yang dihasilkan juga akan meningkat, sehingga dalam timbunan batubara juga akan mengalami peningkatan. Peningkatan suhu ini juga disebabkan oleh sirkulasi udara dan panas dalam timbunan tidak lancar, sehingga suhu dalam timbunan akan terakumulasi dan naik sampai mencapai suhu titik pembakaran, yang
akhirnya dapat menyebabkan terjadinya proses swabakar pada timbunan tersebut. Faktor-faktor penyebab terjadinya proses swabakar, antara lain : a.1. Lamanya Penimbunan Semakin lama batubara tertimbun akan semakin banyak panas yang tersimpan di dalam timbunan, karena volume udara yang terkandung dalam timbunan semakin besar, sehingga kecepatan oksidasi menjadi semakin tinggi. a.2. Metode Penimbunan Dalam timbunan batubara perlu mendapatkan pemadatan. Dengan adanya pemadatan ini akan dapat menghambat proses terjadinya swabakar batubara, karena ruang antar butir diantara material batubara berkurang. Adapun alat yang digunakan untuk pemadatan adalah Track dozer. a.3. Kondisi Penimbunan Pengaruh kondisi penimbunan terhadap proses swabakar batubara, yaitu : i)
Tinggi timbunan Tinggi timbunan yang teralu tinggi akan menyebabkan semakin banyak panas yang terserap, hal ini dikarenakan sisi miring yang terbentuk akan semakin panjang, sehingga daerah yang tak terpadatkan akan semakin luas dan akan mengakibatkan permukaan yang teroksidasi semakin besar.
ii)
Ukuran butir Pada dasarnya semakin besar luas permukaan yang berhubungan langsung dengan udara luar, semakin cepat proses pembakaran dengan sendirinya berlangsung. Sebaliknya semakin besar ukuran bongkah batubara, semakin lambat proses swabakar. Ukuran butir batubara juga mempengaruhi kecepatan dari proses oksidasi yang mana proses ini berhubungan langsung dengan akar pangkat tiga dari luas permukaan. Semakin seragam besar ukuran butir dalam suatu timbunan batubara, semakin besar pula porositas yang dihasilkan dan akibatnya semakin besar permeabilitas udara luar untuk dapat beredar di dalam timbunan batubara.
a.4. Suhu Swabakar
Semua jenis batubara mempunyai kemampuan untuk terjadinya proses swabakar, tetapi waktu yang diperlukan dan besarnya suhu yang dibutuhkan untuk proses swabakar batubara ini tidak sama. Untuk batubara yang mempunyai rank rendah memerlukan waktu yang lebih pendek dan suhu yang lebih rendah bila dibandingkan dengan batubara yang mempunyai rank tinggi. Perkembangan panas batubara yang disebabkan oleh proses oksidasi yang dapat mengakibatkan proses swabakar dapat diringkas sebagai berikut : Ka
rbon dioksida dan uap air akan terurai pada suhu 140°C.
Ka
rbondioksida akan terurai dengan cepat sampai dicapai suhu 230°C dimana hal ini untuk tahap swabakar terjadi. Su
hu diatas 350°C, batubara akan menyala dan terjadi proses swabakar batubara. Secara umum suhu kritis
batubara untuk rank
rendah di
tempat
penimbunan/penyimpanan berkisar ±50°C. b.
Degradasi Ukuran dan Pelapukan Proses penguapan kandungan air akan mengakibatkan partikel-partikel
batubara pecah, sehingga luas permukaan total batubara akan menjadi lebih besar. Dengan kondisi yang demikian maka kesempatan udara luar (oksigen) untuk mempengaruhi luas permukaan butir batubara terhadap proses oksidasi semakin besar. Pada umumnya material berukuran kasar memliki angle of repose lebih besar dibandingkan material berukuran halu. Ukuran butir pada stockpile berkisar antara 30 mm - 70 mm. Semakin kecil degradasi ukuran batubara , maka luas permukaan yang berhubungan langsung dengan udara luar semakin bsar , sehingga semakin cepat proses oksidasi berlangsung. Sebaliknya semakin besar ukuran bongkah batubara, semakin lambat proses swabakar. (Andi Imam Prabowo, 2012)
c.
Pembentukan Genangan Air Asam Air rembesan dari tumpukan batubara biasanya bersifat asam karena terbentuknya asam-asam sulfat dan sulfit, juga asam hidrolik oleh reaksi air, sulfat piritik dan klorin (garam-garaman). Air yang asam mempunyai sifat korosif terhadap fasilitas pengangkutan, terutama bila temperatur lingkungannya mengalami kenaikkan.
J. JADWAL PELAKSANAAN Rencana pelaksanaan penelitian tugas akhir ini adalah mulai tanggal 28 Maret 2016 sampai dengan 28 Mei 2016 dengan jadwal pelaksanaan sebagai berikut : Tabel I.2. Jadwal Pelaksanaan Penelitian Tugas Akhir Minggu
No
Uraian Kegiatan 1
1
Orientasi Lapangan
2
Pengumpulan Referensi dan Data
3 4
2
3
4
5
6
7
Pengolahan Data, Konsultasi dan Bimbingan Penyusunan dan Pengumpulan Laporan
K. PENUTUP Demikianlah proposal pengajuan ini dibuat sebagai bahan pertimbangan bagi Bapak/Ibu agar dapat menerima untuk melaksanakan Tugas Akhir di PT. Bukit Asam (persero),Tbk. Selanjutnya penulis sangat mengharapkan bimbingan serta arahan dari Bapak/Ibu dalam pelaksanaan penelitian ini nantinya. L. DAFTAR PUSTAKA
8
Achmad Rais. 2002. “Kajian Teknis Terhadap Sistem Penimbunan Batubara Pada Rom Stockpile Di Tambang Terbuka Batubara Pt. Arutmin Indonesia Kalimantan Selatan”, Skripsi, Universitas Pembangunan Nasional”Veteran Yogyakarta. Andi Imam. 2012. “Kajian Teknis Sistem Penimbunan Batubara Live Stockpile III Serta Upaya Pengurangan Timbunan Pada Temporary Stockpile Banko Barat Di PT. Bukit Asam (Persero),Tbk”, Skripsi , Universitas Sriwijaya. Anne, M Carpenter, October 1999. “Management of coal stockpiles”. IEA Coal Research I Nengah Budha dan Witoro S, “Penimbunan Batubara”, Direktorat Teknologi Petambangan, DJPU, 1990. Rochmanhadi, (1989).” Alat Berat dan Penggunaannya Cetakan III ”. Badan Penerbitan Pekerjan Umum. Stach, E., Machkowsky, M.TH., Teichmuller, M., Taylor, G.H., Chandra, D., Teichmuller, R. 1982. “Stach’s Textbook of Coal Petrology”. Gebruder Borrntrager, Berlin. Tenriajeng, Andi Tenrisukki. 2003. “ Pemindahan Tanah Mekanis “. Jakarta : Guna Darma
