Metode Tambang Batubara 1. SISTEM PENAMBANGAN PENAMBANGAN BATUBARA BATUBARA
Sistem penambangan batubara ada 3, yaitu: - Penambangan Terbuka Terbuka - Penambangan Penambang an Bawah Tanah - Penambangan dengan Auger
1.1 Penambangan batubara terbuka 1.1.1 Kegiatan dalam tambang batubara terbuka
Kegiatan-kegiatan dalam tambang batubara terbuka adalah sebagai berikut. a. Persiapan daerah penambangan b. Pengupasan dan penimbunan tanah humus c. Pengupasan tanah penutup d. Pemuatan dan pembuangan tanah penutup misalnya dengan sh!"el dan truk, B#$, dan dragline% e. Penggalian batubara &. Pemuatan dan pengangkutan batubara g. Penirisan tambang h. 'eklamasi
1.1.2 Macammacam tambang batubara terbuka
Pengel!mp!kan (enis-(enis tambang terbuka batubara didasarkan pada letak endapan, dan alat-alat mekanis yang dipergunakan. Teknik penambangan pada umumnya dipengaruhi !leh k!ndisi ge!l!gi dan t!p!gra&i daerah yang akan ditambang. )enis-(enis tambang terbuka batubara dibagi men(adi :
1! "#nt#ur mining
*!nt!ur mining c!c!k diterapkan untuk endapan batubara yang tersingkap di lereng pegunungan atau bukit. *ara penambangannya diawali dengan pengupasan tanah penutup !"erburden% di daerah singkapan di sepan(ang lereng mengikuti garis ketinggian k!ntur%, kemudian diikuti dengan penambangan endapan batubaranya. Penambangan dilan(utkan ke arah tebing sampai dicapai batas endapan yang masih ek!n!mis bila ditambang.
a. "#n$enti#nal c#nt#ur mining
Pada met!de ini, penggalian awal dibuat sepan(ang sisi bukit pada daerah dimana batubara tersingkap. Pemberaian lapisan tanah penutup dilakukan dengan peledakan dan pemb!ran atau menggunakan
d!+er dan ripper serta alat muat &r!nt end leader, kemudian langsung did!r!ng dan ditimbun di daerah lereng yang lebih rendah ambar .%. Pengupasan dengan c!nt!ur stripping akan menghasilkan (alur !perasi yang bergel!mbang, meman(ang dan menerus mengelilingi seluruh sisi bukit.
b. Bl#ckcut c#nt#ur mining
Pada cara ini daerah penambangan dibagi men(adi bl!k-bl!k penambangan yang bertu(uan untuk mengurangi timbunan tanah buangan pada saat pengupasan tanah penutup di sekitar lereng. Pada tahap awal bl!k digali sampai batas tebing highwall% yang dii(inkan tingginya. Tanah penutup tersebut ditimbun sementara, batubaranya kemudian diambil. Setelah itu lapisan bl!k digali kira-kira setengahnya dan ditimbun di bl!k . Sementara batubara bl!k siap digali, maka lapisan tanah penutup bl!k 3 digali dan berlan(ut ke siklus penggalian bl!k dan menimbun tanah buangan pada bl!k awal.
Pada saat bl!k sudah ditimbun dan diratakan kembali, maka lapisan tanah penutup bl!k / dipidahkan ke bl!k setelah batubara pada bl!k 3 tersingkap semua. 0apisan tanah penutup bl!k 1 dipindahkan ke bl!k 3, kemudian lapisan tanah penutup bl!k 2 dipindahkan ke bl!k / dan seterusnya sampai selesai ambar .%. Penggalian beruturan ini akan mengurangi (umlah lapisan tanah penutup yang harus diangkut untuk menutup &inal pit.
Gambar 1.1 "#n$enti#nal "#nt#ur Mining %An#n& 1'('!
Gambar 1.2 Bl#ck"ut "#nt#ur Mining %An#n& 1'('!
c. )aulback c#nt#ur mining
et!de haulback ini ambar .3 dan ./% merupakan m!di&ikasi dari k!nsep bl!ck-cut, yang memerlukan suatu (enis angkutan !"erburden, bukannya langsung menimbunnya. )adi met!de ini
membutuhkan perencanaan dan !perasi yang teliti untuk bisa menangani batubara dan !"erburden secara e&ekti&.
Ada tiga (enis perlatan yang sering digunakan, yaitu : a. Truk atau &r!nt-end l!ader b. Scrapers c. K!mbinasi dari scrapers dan truk
Gambar 1.* Teknik )aulback Truck dengan menggunakan +r#ntEnd ,#ader %An#n& 1'('!
Gambar 1.- )aulback dengan menggunakan k#mbinai cra/er dan truk %"0i#r#ni& 1'(!
d. B#cut c#nt#ur mining
Pada met!de b!4-cut c!nt!ur mining ini ambar .1% lapisan tanah penutup yang sudah digali, ditimbun pada daerah yang sudah rata di sepan(ang garis singkapan hingga membentuk suatu tanggul-tanggul yang rendah yang akan membantu menyangga p!rsi terbesar dari tanah timbunan.
Gambar 1.3 Met#de B#"ut "#nt#ur Mining %"0i#r#ni& 1'(!
2! M#untaint#/ rem#$al met0#d
et!de m!untaint!p rem!"al meth!d ini ambar .2% dikenal dan berkembang cepat, khususnya di Kentucky Timur Amerika Serikat%. 5engan met!de ini lapisan tanah penutup dapat terkupas seluruhnya, sehingga memungkinkan per!lehan batubara 667.
Gambar 1.4 M#untaint#/ Rem#$al Met0#d %"0i#r#ni& 1'(!
*! Area mining met0#d
et!de ini diterapkan untuk menambang endapan batubara yang dekat permukaan pada daerah mendatar sampai agak landai. Penambangannya dimulai dari singkapan batubara yang mempunyai lapisan dan tanah penutup dangkal dilan(utkan ke yang lebih tebal sampai batas pit.
Terdapat tiga cara penambangan area mining meth!d, yaitu :
a. "#n$enti#nal area mining met0#d
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 ambar .8%.
Gambar 1.( "#n$enti#nal Area Mining Met0#d %"0i#r#ni& 1' (!
b. Area mining 5it0 tri//ing 0#$el
*ara ini digunakan untuk batubara yang terletak 691 m di bawah permukaan tanah. Penambangan dimulai dengan membuat bukaan berbentuk segi empat. 0apisan tanah penutup ditimbun se(a(ar dengan arah penggalian, pada daerah yang sedang ditambang. Penggalian se(a(ar ini dilakukan sampai seluruh endapan tergali ambar .%.
c. Bl#ck area mining
*ara ini hampir sama dengan c!n"enti!nal area mining meth!d, tetapi daerah penambangan dibagi men(adi beberapa bl!k penambangan. *ara ini terbatas untuk endapan batubara dengan tebal lapisan
tanah penutup maksimum m. Bl!k penggalian awal dibuat dengan bulld!+er. Tanah hasil penggalian kemudian did!r!ng pada daerah yang berdekatan dengan daerah penggalian ambar .;%.
Gambar 1. Area Mining 6it0 Stri//ing S0#$el %"0i#r#ni& 1'(!
Gambar 1.' Bl#ck Area Mining %"0i#r#ni& 1'(!
-! 7/en /it Met0#d
et!de ini digunakan untuk endapan batubara yang memiliki kemiringan dip% yang besar dan curam. $ndapan batubara harus tebal bila lapisan tanah penutupnya cukup tebal.
a. ,a/ian miring
*ara 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 masing-masing pengupasan ambar .6%.
Gambar 1.18 7/en Pit Met0#d /ada la/ian miring %)artman& 1'(!
b. ,a/ian 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 di(adikan daerah penimbunan pada !perasi berikutnya ambar .%.
Pada cara ini, baik pada pengupasan tanah penutup maupun penggalian batubaranya, digunakan sistem (en(ang benching system%.
Gambar 1.11 7/en Pit Met0#d /ada la/ian tebal %)artman& 1'(!
1.2 Penambangan batubara ba5a0 tana0
et!de penambangan batubara bawah tanah ada buah yang p!puler, yaitu: - '!!m and Pillar - 0!ngwall
1.2.1 R##m and Pillar
et!de penambangan ini dicirikan dengan meninggalkan pilar-pilar batubara sebagai penyangga alamiah. et!de ini biasa diterapkan pada daerah dimana penurunan subsidence% tidak dii(inkan. 0ay!ut et!de '!!m and Pillar dapat dilihat pada ambar .. Penambangan ini dapat dilaksanakan secara manual maupun mekanis.
Gambar 1.12 Met#de R##m and Pillar
1.2.2 ,#ng5all
et!de penambangan ini dicirikan dengan membuat panel-panel penambangan dimana ambrukan batuan atap dii(inkan ter(adi di belakang daerah penggalian. 0ay!ut et!de 0!ngwall dapat dilihat pada ambar .3. Penambangan ini (uga dapat dilaksanakan secara manual maupun mekanis.
Gambar 1.1* Met#de ,#ng5all
1.* Penambangan dengan Auger %Auger Mining! Auger mining adalah sebuah met!de penambangan untuk permukaan dengan dinding yang tinggi atau
penemuan singkapan !utcr!p rec!"ery% dari batubara dengan pemb!ran ataupun penggalian bukaan ke dalam lapisan di antara lapisan penutup. Auger mining dilahirkan sebelum ;/6-an adalah met!de untuk mendapatkan batubara dari sisi kiri dinding tinggi setelah penambangan permukaan secara k!n"ensi!nal. Penambangan batubara dengan auger beker(a dengan prinsip skala besar drag bit r!tary drill. Tanpa merusak batubara, auger mengekstraksi dan menaikkan batubara dari lubang dengan memiringkan k!n"ey!r atau pemuatan dengan menggunakan l!ader ke dalam truk.
Pengembangan dan persiapan daerah untuk auger mining adalah tugas yang mudah (ika dilakukan bersamaan dengan pemakaian met!de !pen cast atau !pen pit. Setelah k!ndisi dinding tinggi, auger drilling dapat ditempatkan pada l!kasi. K!ndisi endapan yang dapat menggunakan met!de ini berdasarkan P&leider ;83% dan An!n ;8;% adalah endapan yang memiliki penyebaran yang baik dan kemiringannya mendekati h!ris!ntal, serta kedalamannya dangkal terbatas sampai ketinggian dinding dimana auger ditempatkan, lihat ambar ./ dan .1%.
Gambar 1.1- Auger Mining /ada la/ian batubara dengan kemiringan la/ian renda0 %Salem T##l Inc.&1''4!
Gambar 1.13 Auger Mining /ada la/ian batubara dengan kemiringan la/ian curam %Salem T##l Inc.&1''4!
Rencana Pengolahan Batubara 1. Tu9uan /r#e /eng#la0an
5ikaitannya dengan rencana pemasaran dan !perasi penambangan batubara, maka pengadaan pr!ses peng!lahan batubara *!al Pr!cessing Plant <**P% bertu(uan untuk meng!lah batubara men(adi pr!duk batubara pr!duct area % yang sesuai dengan permintaan pasar. 5engan mempertimbangkan beberapa hal, misalnya kualitas atau mutu cadangan batubara, met!de penambangan yang terpilih, serta kualitas permintaan pasar, maka pr!ses peng!lahan batubara, meliputi ruang lingkup pr!ses sebagai berikut: a. elakukan reduksi ukuran si+e reducti!n% melalui penggerusan crushing% b. elakukan pemisahan clasi&icati!n% melalui pengayakan screening% c. elakukan pencampuran blending% batubara d. elakukan penimbunan
2. :eain /eng#la0an batubara
5alam upaya meng!lah batubara men(adi pr!duk akhir yang diminati k!nsumen perlu rancangan peng!lahan yang k!mprehensi& agar pelayanannya memuaskan. 'ancang bangun unit peng!lahan
didasarkan pada &akt!r-&akt!r antara lain: target atau permintaan pasar rata-rata, kualitas batubara dari tambang raw c!al%, spesi&ikasi pr!duk akhir yang diminta, ketersediaan lahan untuk area peng!lahan termasuk tempat penimbunan st!ckpile% dan ketersediaan air disekitar area peng!lahan. Semua & akt!r tersebut diatas akan menentukan (enis, dimensi dan kapasitas peralatan atau mesin peng!lahan yang dibutuhkan serta &l!wsheet peng!lahan yang sesuai dengan memperhatikan unsur keselamatan ker(a.
2.1 Ka/aita /r#duki
Kapasitas pr!duksi peng!lahan batubara harus mampu mencapai atau memenuhi target pr!duksi !ptimum yang direncanakan misal, yaitu .666.666 t!n per tahun dengan kapasitas st!ckpile sebesar 66.666 t!n< bulan. Berdasarkan target tahunan tersebut dapat dihitung kapasitas unit peng!lahan yang ber!perasi shi&t
T ; 8&8 14 9am<0ari 2 0ari
2.888.888 t#n
--------------------
= -43 t#n<9am
-*88 9am
0!ses &act!r = 7 = 6,6 4 /21 = 38 t!n<(am
Kterpasang = /21 > 38 = 16 t!n<(am 5i mana T dan K masing-masing adalah waktu pr!duksi dan kapasitas pr!duksi. 5engan l!ses &act!r sebesar 7 akan diper!leh kapasitas terpasang sekitar 166 t!n<(am.
2.2 Kualita /r#duki
Kualitas pr!duksi hasil pr!ses peng!lahan batubara harus dapat me menuhi persyaratan yang diinginkan pasar. Berdasarkan sur"ey pasar dapat disimpulkan bahwa kualitas batubara yang harus dihasilkan pr!ses peng!lahan seperti terlihat pada Tabel berikut :
2.* Pr#edur /eng#la0an batubara
Pr!sedur peng!lahan memperlihatkan tahapan pr!ses peng!lahan batubara mulai dari penimbunan raw c!al di l!kasi pabrik peng!lahan sampai pr!duk akhir. ambar adalah diagram alir &l!wsheet% pr!ses peng!lahan yang merupakan gambaran dari pr!sedur peng!lahan batubara.
a. Peria/an /engum/anan %=eeding!
Sebagai umpan &eed% awal pr!ses peng!lahan adalah batubara dari tambang atau '? atau raw c!al yang ditumpuk di st!ckpile di l!kasi peng!lahan. @kuran maksimum umpan awal ini direncanakan 366 mm, sedangkan terhadap umpan yang lebih besar d ari 366 mm akan dilakukan pengecilan secara manual menggunakan hammer breaker. Baik umpan batubara dari tambang maupun hasil pengecilan ulang semuanya dimasukkan ke h!pper menggunakan wheel l!ader untuk dilan(utkan ke pr!ses reduksi dan pengayakan sampai diper!leh pr!dukta akhir yang siap (ual.
b. Penga> akan dengan Gri??l>
ri++ly ber&ungsi memisahkan &raksi batubara berukuran >366 mm dengan -366 mm dan p!sisinya terletak tepat di bawah h!pper. 0ubang bukaan !pening% gri++ly berukuran 366 mm 4 366 mm. @ndersi+e gri++ly -366 mm diangkut belt c!n"ey!r untuk u mpan crusher primer. Sedangkan &raksi >366 mm di kembalikan ke tumpukan untuk dire duksi ulang menggunakan hammer breaker. asil reduksi ulang dikembalikan lagi ke gri++ly untuk pemisahan atau pengayakan ulang. Pr!ses ini berlangsung terus menerus selama shi&t ker(a berlangsung. c. Peremukan ta0a/ a5al %/rimar> cru0er!
Pr!ses peremukan awal bertu(uan untuk mereduksi ukuran &raksi batubara -366 mm men(adi ukuran rata-rata 16 mm. 5engan demikian nisbah reduksi reducti!n rati!% pada tahap primer ini adalah . Alat yang digunakan adala h r!ll crusher yang berkapasitas 16 6 t!n<(am. @ntuk menaksir p!wer atau energi hp% crusher digunakan rumus B!nd *rusher #!rk nde4 $Cuati!n seperti terlihat berikut ini.
di mana: #i = ndeks ker(a w!rk inde4% yang diper!leh dari hasil u(i kemampu-gerusan grindability% di lab, untuk batubara sekitar ,38 * = k!nstanta dari pabrik pembuat unit crusher, biasanya di atas 6 tergantung (enis bahan metal pembentuk crusher tersebut. @ntuk batubara diambil 6 D = diameter umpan yang 67 l!l!s hasil u(i analisis ayak di lab%, P = diameter pr!dukta yang 67 l!l!s hasil u(i analisis ayak di lab%, Dakt!r = k!nstanta (enis crusher, untuk primer = 6,81 dan sekunder =
asil perhitungan untuk menaksir kebutuhan energi crusher primer dengan menggunakan persamaan % dan % hasilnya sebagai berikut:
D = di(amin k!nsisten berukuran -366 mm 366.666% sebanyak 67 P = di(amin k!nsisten berukuran -16 mm 16.666% sebanyak 67 &akt!r = 6,81 crusher primer%
d. Penga>akan %creening! ta0a/1
Pr!ses pengayakan adalah salah satu pr!ses yang bertu(uan untuk mengel!mp!kan ukuran &raksi batubara, sehingga disebut (uga dengan pr!ses classi&icati!n. Alat yang dipakai untuk pengayakan biasanya ayakan getar "ibrating screen%. Pada peng!lahan batubara ini pr!ses pengayakan tahap awal menggunakan "ibrating screen- untuk memisahkan &raksi ukuran >16 mm dan -16 mm. Draksi -16 mm adalah umpan sec!ndary crusher, sedangkan > 16 mm diresirkulasi sebagai umpan crusher primer untuk diremuk ulang. Pr!dukta dari pr!ses pengayakan harus selalu di(aga k!nsistensi la(u kapasitasnya sebanyak 166 t!n<(am. @ntuk itu perlu dilakukan penaksiran dimensi pan(ang dan lebar% dari ayakan screen% yang harus dipasang.
Terdapat beberapa met!da untuk menentukan dimensi screen dan cara yang dipakai dalam rancangan unit screen dalam studi ini adalah cara gra&is dengan beberapa rangkuman k!nstanta &akt!r% yang diperlukan seperti terlihat pada Tabel . K!nstanta tersebut merupakan &akt!r yang telah disesuaikan dengan k!ndisi di lapangan yang umumnya digunakan untuk pengayakan batubara. ambar .a adalah kur"a untuk menghitung pr!dukta hasil pengayakan t!n<(am<&tE% dan ambar .b hubungan antara lebar ayakan dengan la(u pr!dukta per inci bed depth ketebalan lapisan aggregate batubara di atas ayakan% dengan kecepatan &t
K=P4$454D4#4T4B
3%
di mana: K = kapasitas, t!n<(am
Tabel . Dakt!r dan k!nstanta pengukuran luas screen
Gambar 1. :iagram alir /r#e /eng#la0an batubara
Gambar 2. Pengetimai la9u /r#dukta dan bed de/t0
ubungan Antara Pr!duksi t!n<(am
Berikut adalah tahapan perhitungan dimensi "ibrating screen- untuk mengayak batubara 16 mm. %1! Aumi k#ndii /r#e %euai k#ntanta atau c#ring /ada Tabel 2!
P!sisi deck paling atas dengan !pening 16 mm 2 inciF 5 = ,66 5iasumsikan umpan bermuatan 267 berukuran -3 inciF D = ,/6 Spesi&ikasi !"ersi+e hasil pengayakan masih mengandung 67 berukuran -2 inciF $ = ,1 Bentuk lubang bukaan bu(ursangkar sCuare% berukuran 2GH 4 2GHF T =,66 5ensitas aggregate batubara 26 lbs
%2! ,ua creen >ang di/erlukan
5ari kur"a pada ambar .a diper!leh / t!n<(am per sC&t Kapasitas pers. 3% = / 4 ,1 4 4 ,/ 4 4 = 8 t!n<(am per sC&t 0a(u pr!duksi = 6, 4 21 = 166 t!n<(am 0uas screen yang diperlukan = 166 < 8 = 8,/3 sC&t
%*! Per0itungan bed de/t0
5igunakan kur"a pada ambar .b dengan kemiringan screen I
5ipertimbangkan pengurangan lebar screen t!tal akibat diameter kawat ayakan sekitar 2H. Kemudian dic!ba lebar screen 1 &t lebar bersih / &t-2H% 5ari ambar .b diestimasi la(u pr!duksi terbaca /6 t!n<(am per inci ketebalan aggregate batubara pada kecepatan &t
6,6 4 166% = 81 t!n<(am )adi bed depth = 81 < 38 = 1H Bila dibandingkan bed depth 1H% dengan ukuran &raksi batubara yang diayak rata-rata 2H, maka akan terbentuk hanya satu layer di atas permukaan screen. @ntuk memper!leh e&isiensi pengayakan yang tinggi perlu dilaku kan simulasi dengan mengubah sudut screen. 5ari perhitungan luas screen diatas, yaitu 8,/3 sC&t, kemudian disesuaikan dengan spesi&ikasi unit screen dari pabrik pembuatnya. Sebagai c!nt!h screen buatan J?'5B$' seri 'S yang berukuran 1 4 2 &t, yaitu T12'S dapat digunakan. 0uas screen T12'S adalah 6 sC&t berarti lebih besar dari perhitungan dan p!wer yang diperlukan antara 196 P 91 k#%. Pemilihan screen tersebut didasari !leh tidak adanya di mensi screen yang sesuai persis dengan hitungan dan screen dengan seri tersebut yang paling mendekati. 5isamping itu screen (enis ini diman&aatkan untuk pemisahan partikel kasar maupun halus serta material yang bersi&at lembab dan lengket, (adi c!c!k untuk pengayakan batubara. Keuntungan lainnya adalah kapasitas pengayakan dapat ditambah.
e. Peremukan ekunder %ec#ndar> cru0ing!
Pr!ses peremukan sekunder bertu(uan untuk mereduksi ukuran &raksi batubara -16 mm men(adi ukuran rata-rata 16 mm, dengan demikian nisbah reduksi pada tahap sekunder ini adalah 3. Alat yang digunakan sama seperti peremuk primer, yaitu r!ll crusher berkapasitas 166 t!n<(am. 5ilihat dari besarnya nisbah reduksi, yang lebih besar dibanding peremuk primer, maka dapat diperkirakan bahwa energi yang diperlukan akan lebih besar pula. Taksiran energi tersebut dihitung sebagai berikut: D = di(amin k!nsisten berukuran -16 mm 16.666 % sebanyak 67 P = di(amin k!nsisten berukuran -16 mm 16.666 % sebanyak 67 &akt!r = ,66 crusher sekunder%
e. Penga>akan ta0a/2
)enis alat yang dipakai adalah "ibrating screen yang digunakan untuk memisahkan &raksi berukuran -16 mm. @mpan yang masuk adalah hasil peremukan dari crusher sekunder berukuran -16 mm. Agar memper!leh kapasitas sesuai dengan target, maka perhitungan dimensi ayakan pada tahap- ini sama seperti yang telah diuraikan pada perhitungan dimensi ayakan tahap-.
