EVALUASI DAN OPTIMASI SISTEM DRAINASE TAMBANG STUDI KASUS PADA PT. BUKIT MAKMUR
PROPOSAL KERJA PRAKTEK
Dibuat untuk memenuhi persyaratan mata kuliah Kerja Praktek (TKB – 4702) Jurusan Teknik Pertambangan – Universitas Nusa Cendana Oleh: EDWARD H. TINENTI 0806103310
U N I V E R S I T A S
N U S A
C E N D A N A
FAKULTAS SAINS DAN TEKNIK JURUSAN TEKNIK PERTAMBANGAN PERTAMBANGAN KUPANG 2012
BAB I PENDAHULUAN
1.1. 1.1. Latar Latar Belak Belakang ang
Indonesia merupakan salah satu negara yang kaya akan sumber daya alam. Dalam perkembangannya, telah berbagai macam teknik dan teknologi yang dipergunakan oleh manusia untuk dapat mengelolanya semaksimal mungkin. Pertambangan merupakan salah satu kegiatan yang dilakukan manusia dalam rangk rangkaa untu untuk k meng mengek eksp splo loit itasi asi sumb sumber er daya daya alam alam yang yang ada ada khus khusus usny nyaa endapan mineral atau batubara yang meliputi kegiatan penyelidikan umum, eksp eksplo loras rasi, i,
studi studi
kelay kelayak akan an,,
pers persiap iapan an
pena penamb mban anga gan, n,
pena penamb mban anga gan/ n/
eksplo eksploita itasi, si, pengol pengolaha ahan n bahan bahan galian galian,, pengan pengangku gkutan tan,, pemasar pemasaran an hingga hingga kegiatan pasca tambang. Kegiat Kegiatan an penamb penambang angan an biasa biasa dilaku dilakukan kan dengan dengan beberap beberapaa metode metode yaitu yaitu tambang terbuka (open pit), tambang bawah tanah (underground mining), dan tamb tamban ang g bawa bawah h air air (und (underw erwate aterr mini mining ng). ). Meto Metode de pena penamb mban anga gan n yang yang diterapkan pada PT Bukit Makmur adalah metode tambang terbuka (open pit). Salah satu ciri utama metode tambang terbuka adalah adanya pengaruh iklim iklim pada pada kegiat kegiatan an penamb penambang angan an karena karena dilaku dilakukan kan relatif relatif dekat dekat dengan dengan permukaan bumi dan langsung berhubungan dengan atmosfer di luar. Elemen Elemen-ele -elemen men iklim iklim tersebu tersebutt antara antara lain lain : hujan, hujan, panas panas (temper (temperatu ature), re), tekanan udara dan sebagainya, yang dapat mempengaruhi kondisi tempat
1
2
kerja, unjuk kerja alat dan kondisi pekerja, yang selanjutnya dapat mempengaruhi produktifitas tambang. Air memiliki pengaruh besar terhadap produktifitas tambang. Pada kegiatan penambangan terbuka air yang masuk kedalam pit terutama disebabkan oleh air hujan dan rembesan air yang berasal dari air bawah tanah. Oleh karena itu diperlukan berbagai metode/cara untuk mengendalikan aliran air yang masuk ke dalam front kerja. Sistem pengendalian air ini sering disebut sistem penyaliran atau sistem drainase yang secara umum dapat dibedakan menjadi dua, yaitu : 1. Mine Drainage
Merupakan upaya untuk mencegah masuk/mengalirnya air ke areal front kerja. Hal ini umumnya untuk dilakukan untuk menangani air tanah dan air yang berasal dari sumber air permukaan, misalnya : metode pengalihan aliran air permukaan (river diversion, pembuatan paritan, dsb). 2. Mine Dewatering
Merupakan upaya untuk mengeluarkan air yang telah masuk ke dalam tambang. Cara penanganannya dengan pembuatan sump (sumuran tunda), sistem paritan, dan sistem pemompaan.
1.2. Maksud dan Tujuan
Adapun maksud dan tujuan dari kerja praktek ini adalah : a. Untuk mengendalikan jumlah air yang masuk ke dalam pit dengan cara membuat desain mine drainage di sekitar pit.
3
b. Untuk menangani masalah kelebihan kuantitas air yang telah ada dalam pit agar tidak mengganggu kegiatan produksi di front penambangan.
1.3. Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang di atas dapat dirumuskan beberapa permasalahan yang akan diteliti pada kerja praktek ini, antara lain : a. Apa upaya yang dilakukan untuk mencegah air agar tidak masuk ke dalam pit? b. Apa upaya yang dilakukan untuk menangani kuantitas air berlebih yang terlanjur masuk ke dalam pit?
1.4. Batasan Masalah
Adapun batasan masalah pada kerja praktek ini antar lain : a. Desain mine drainage di luar pit untuk mencegah air permukaan agar tidak masuk ke dalam pit. b. Desain mine dewatering di dalam pit untuk mengatasi kelebihan kuantitas air yang sudah berada dalam pit yang berasal dari limpasan air permukaan maupun rembesan air tanah.
4
1.5. Jadwal Penelitian
Kegiatan penelitian direncanakan selama 3 bulan. Dimana tahapan kegiatannya sebagai berikut :
Tahapan Penelitian I Persiapan Study Literatur Pengambilan Data di lapangan Pengolahan data Penyusunan Laporan Seminar Perbaikan
I Minggu II III
IV
I
Bulan II Minggu II III
IV
I
III Minggu II III IV
BAB II LANDASAN TEORI
2.1.
Dampak Air Tambang :
Dampak yang diakibatkan karena adanya air tambang antara lain : a. Ongkos pemompaan akan naik (dilihat dari jumlah pumping hours), dikarenakan volume air yang dipompa semakin besar, apabila tidak adanya upaya untuk mengurangi jumlah air yang masuk ke dalam tambang. b. Traksi ban alat angkut akan bekurang dikarenakan jalan yang licin atau becek sehingga akan menimbulkan : produktiftas tambang akan menurun, borosnya pemakaian bahan bakar, dan tidak safety/ resiko kecelakaan alat ataupun manusia akan lebih besar. c. Terjadnya pelunakan jalan tambang sehingga ongkos penggantian ban alat angkut akan naik d. Produtifitas alat gali muat akan menurun disebabkan material yang di loading berupa mud/lumpur serta dudukan dari alat yan tidak stabil/alat mudah amblas difront kerja yang tegenang air. e. Ongkos blasting akan naik, dikarenakan kegiatan blasting tidak efektif apabila lubang bor basah. f. Mengurangi kestabilan dari lereng penambangan maupun timbunan
5
6
g. Kualitas komoditi menurun, contohnya batubara. Parameter total moisture dan ash akan meningkat apabila pada saat pengambilan (coal getting) dalam kondisi basah, akibat terendam oleh air. h. Bobot materal (OB dan Coal) akan meningkat akibat dari penambahan air di dalam rongga-rongga material tersebut, sehingga produtifitas yang dinyatakan dalam tonnase (untuk coal) ataupun BCM (untuk OB) akan menurun.
2.2. Pengertian Drainase
Pengertian drainase adalah suatu usaha untuk mencegah, mengeringkan, dan mengeluarkan air yang masuk atau menggenangi suatu daerah tertentu. Drainase
diperlukan
sebagai
penunjang
kelancaran
dalam
kegiatan
penambangan. Tujuan drainase tambang adalah : 1. Mencegah terjadinya korosi pada peralatan tambang. 2. Mencegah terjadinya akumulasi (genangan) air di dalam tambang. 3. Menciptakan kondisi kerja yang aman dan nyaman di dalam tambang. Secara hidrologi air dibawah permukaan tanah dapat dibedakan menjadi air pada daerah tak jenuh dan air pada daerah jenuh. Daerah tidak jenuh air umumnya terdapat pada bagian teratas dari lapisan tanah dan dicirikan oleh gabungan tiga fasa, yaitu : 1. Fasa padat (material atau butiran padatan). 2. Fasa cair ( air adsorbsi, air kapiler dan air infiltrasi).
7
3. Fasa gas. Daerah ini dipisahkan dari daerah jenuh air oleh jaringan kapiler. Daerah jenuh merupakan bagian dibawah zona tak jenuh. Air yang terdapat pada zona atau daerah jenuh inilah yang disebut Ground Water .
2.3. Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Sistem Drainase Tambang
Beberapa faktor yang memengaruhi Perencanaan drainase tambang dan yang perlu diperhatikan antara lain daerah tangkapan hujan, curah hujan, debit limpasan, dan dimensi drainase. 2.3.1. Daerah Tangkapan Hujan (Catchment Area)
Catchment area adalah merupakan suatu area atau daerah tangkapan hujan dimana batas wilayah tangkapannya ditentukan dari titik-titik elevasi tertinggi sehingga akhirnya merupakan suatu poligon tertutup yang mana polanya disesuaikan dengan kondisi topografi, dengan mengikuti kecenderungan arah gerak air (E.M Wilson). Hujan yang terjadi dipermukaan bumi merupakan hasil dari suatu daur air. Daur air di muka bumi secara garis besar terdiri dari penguapan, presipitasi dan pengaliran. Air yang menguap terutama air laut, akan naik ke atmosfir berubah menjadi awan dan setelah mengalami berbagai proses kemudian jatuh sebagai hujan atau salju ke permukaan bumi. Air yang jatuh ke permukaan bumi sebagian meresap ke dalam tanah (infiltrasi) dan sebagian ditahan oleh tumbuhan (intersepsi) dan
8
sebagian lagi akan mengisi cekungan dan lekukan dipermukaan bumi dan mengalir ke tempat yang lebih rendah. Air hujan yang akan mempengaruhi secara langsung sistem drainase adalah air hujan yang mengalir pada permukaan tanah (run off) ditambah sejumlah air yang keluar dari proses infiltrasi air tanah.
DAUR HIDROLOGI
Awan
Kondensasi
Presipitasi
Intersepsi
Uap air
Infiltrasi Limpasan permukaan
Evapotranspirasi
Aliran air tanah
Perembesan air tanah
Gambar 2.1. Daur Hidrologi
9
2.3.2. Curah Hujan
Curah hujan adalah banyaknya air hujan yang jatuh ke bumi persatu satuan luas permukaan pada suatu jangka waktu tertentu . Curah hujan merupakan salah satu faktor penting dalam suatu sistem drainase, karena besar kecilnya curah hujan akan mempengaruhi besar kecilnya air limpasan (Sayoga, R). Besar kecilnya curah hujan dapat dinyatakan sebagai volume air hujan yang jatuh pada suatu areal tertentu dalam jangka waktu relatif lama, oleh karena itu besarnya curah hujan dapat dinyatakan dalam m3/satuan luas, secara umum dinyatakan dalam tinggi air (mm). Curah hujan 10 mm berarti tinggi hujan yang jatuh pada areal seluas 1 m 2 adalah 10 liter. Angka-angka curah hujan yang diperoleh sebelum diterapkan dalam rencana pengendalian air permukaan harus diolah terlebih dahulu. Data curah hujan yang akan dianalisis adalah Curah hujan harian maksimum dalam satu tahun selama 10 sampai 20 tahun, dinyatakan dalam mm/24 jam. Analisis data curah hujan meliputi: a.
Periode Ulang Hujan (PUH) Periode ulang hujan adalah hujan maksimum yang diharapkan terjadi pada setiap n tahun (Soewarno). Jika suatu data curah hujan mencapai harga tertentu (x) yang diperkirakan terjadi satu kali dalam n tahun, maka n tahun dapat dianggap sebagai periode ulang dari x. Perhitungan periode ulang dapat dilakukan dengan
10
beberapa metode, tetapi metode yang paling banyak dipakai di Indonesia adalah Metode Extreem Gumbel atau lebih lazim disebut Metode Gumbel. Rumus metode Gumbel adalah : Xr = X +
δ x δ n
( Yr − Yn)
Keterangan : Xr
= Hujan Harian rencana maksimum (mm/24 jam)
X
= Curah hujan rata – rata
δx
= Standar deviasi 1/ 2
( Xi − Χ) 2 = n −1 δn
= Expected standar deviasi
Yr
= Variasi reduksi untuk PUH
Yn
= Nilai rata-rata dari reduksi valid, tergantung dari jumlah data
Nilai
curah
hujan
maksimum
rata-rata (x) dapat dihitung
dengan rumus : x=
∑ Xi ∑n
Dimana : Xi
= Curah hujan maksimum pada tahun x
N
= Lama tahun pengamatan
11
b.
Intensitas Curah Hujan Intensitas curah hujan adalah besarnya air hujan yang jatuh kepermukaan bumi pada satuan luas (Kensaku Takeda dan Suyono .S). Dengan demikian apabila diketahui curah hujan 1 mm berarti curah hujan tersebut adalah sama dengan 1 liter/m 2. Jadi curah hujan merupakan jumlah air hujan yang jatuh pada satu satuan luas. Satuan curah hujan dinyatakan dalam mm sedangkan derajat curah hujan dinyatakan dalam curah hujan persatuan waktu dan disebut juga dengan intensitas hujan. Besarnya intensitas hujan yang mungkin terjadi dalam kurun waktu tertentu dihitung berdasarkan persamaan mononobe. Rumus menyatakan bahwa nilai tingkat intensitas curah hujan yang diperbolehkan yaitu curah hujan perbandingan rata-rata perhari terhadap lamanya hujan rata-rata perhari. hujan dapat dihitung dengan rumus mononobe : I
=
Rt 24
2/3
24 t
Dimana : I = Intensitas curah hujan (mm/jam) R t = Curah hujan rencana t = Lama hujan (menit)
12
c.
Debit Limpasan (Run Off) Limpasan adalah semua air yang bergerak dari daerah pengaliran ke suatu aliran permukaan (surface stream) tidak memandang rutenya, apakah lewat rute permukaan atau lewat dibawah permukaan tanah (surface atau sub surface ). Debit
limpasan
dapat dihitung dengan persamaan rasional
berikut : Q = 0.278 x C x I x A dimana : Q
= Debit limpasan (m3/detik)
C
= Koefisien limpasan
I
= Intensitas curah hujan (m/jam)
A
= Luas catchment area (km2)
2.4. Sistem Drainase Tambang Terbuka
Terapat dua metode untuk mengendalikan air yang masuk ke dalam front penambangan, yaitu: a. Metode Mine Drainage
Metode
ini
dibuat
di
bagian
luar
pit
dan
digunakan
untuk
mencegah/meminimalisir jumlah air yang masuk ke dalam pit. Metode ini terdiri atas beberapa jenis, antara lain :
13
1. Metode Siemens
Pada tiap jenjang dari kegiatan penambangan dibuat lubang bor kemudian ke dalam lubang bor dimaksukkan pipa dan disetiap bawah pipa tersebut diberi lubang-lubang. Bagian ujung ini masuk ke dalam lapisan akuifer, sehingga air tanah terkumpul pada bagian ini dan selanjutnya
dipompa
ke
atas
dan
dibuang
ke
luar
daerah
penambangan.
Gambar 2.2. Metode Siemens 2. Metode Pemompaan Dalam (Deep Well Pump)
Metode ini digunakan untuk material yang mempunyai permeabilitas rendah dan jenjang tinggi. Dalam metode ini dibuat lubang bor kemudian dimasukkan pompa ke dalam lubang bor dan pompa akan bekerja secara otomatis jika tercelup air. Kedalaman lubang bor 50 meter sampai 60 meter.
14
Gambar 2.3. Metode Deep well pump
3. Metode Elektro Osmosis
Pada metode ini digunakan batang anoda serta katoda. Bilamana elemen-elemen dialiri arus listrik maka air akan terurai, H+ pada katoda (disumur besar) dinetralisir menjadi air dan terkumpul pada sumur lalu dihisap dengan pompa.
Gambar 2.4. Metode electro osmosis 4. Small Pipe With Vacuum Pump
15
Cara ini diterapkan pada lapisan batuan yang inpermiabel (jumlah air sedikit) dengan membuat lubang bor. Kemudian dimasukkan pipa yang ujung bawahnya diberi lubang-lubang. Antara pipa isap dengan dinding lubang bor diberi kerikil-kerikil kasar (berfungsi sebagai penyaring kotoran) dengan diameter kerikil lebih besar dari diameter lubang. Di bagian atas antara pipa dan lubang bor di sumbat supaya saat ada isapan pompa, rongga antara pipa lubang bor kedap udara sehingga air akan terserap ke dalam lubang bor.
Gambar 2.5. Metode Small Pipe With Vacuum Pump b. Metode Mine Dewatering 1.
Sistem Kolam Terbuka
Sistem ini diterapkan untuk membuang air yang telah masuk ke daerah penambangan. Air dikumpulkan pada sumur (sump), kemudian dipompa keluar dan pemasangan jumlah pompa tergantung kedalaman penggalian. 2.
Cara Paritan
16
Penyaliran dengan cara paritan ini merupakan cara yang paling mudah, yaitu dengan pembuatan paritan (saluran) pada lokasi penambangan. Pembuatan parit ini bertujuan untuk menampung air limpasan yang menuju lokasi penambangan. Air limpasan akan masuk ke saluran-saluran yang kemudian di alirkan ke suatu kolam penampung atau dibuang langsung ke tempat pembuangan dengan memanfaatkan gaya gravitasi. 3.
Sistem Adit .
Cara ini biasanya digunakan untuk pembuangan air pada tambang terbuka yang mempunyai banyak jenjang. Saluran horisontal yang dibuat dari tempat kerja menembus ke shaft yang dibuat di sisi bukit untuk pembuangan air yang masuk ke dalam tempat kerja. Pembuangan dengan sistem ini biasanya mahal, disebabkan oleh biaya pembuatan saluran horisontal tersebut dan shaft.
Gambar 2.6. Sistem Adit
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode
langsung (data
primer) dan metode tidak langsung (data sekunder). Metode langsung yaitu pengamatan secara langsung dilapangan sedangkan metode tidak langsung yaitu pengambilan data-data yang sudah ada (data perusahaan). Tahapan penelitian mencakup beberapa hal antara lain: 3.1. Studi Literatur
Tahapan yang dilakukan sebelum atau selama penelitian. Literatur yang digunakan sebagai acuan tidak hanya sebatas buku namun dapat pula bahan bahan lain misalnya artikel, tulisan ilmiah, data perusahaan dan internet ataupun informasi dari penelitian yang sebelumnya pernah dilakukan. 3.2. Pengambilan Data
Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode langsung (data primer) dan metode tidak langsung (data sekunder). Adapun data-data yang diperlukan antara lain: a.
Letak dan luas daerah tangkapan hujan (catchment area)
b.
Data curah hujan sebanyak-banyaknya
c.
Peta topografi, dsb.
17
18
3.3. Teknik Analisis Data
Hasil data lapangan yang berupa hasil pengamatan lapangan dan data sekunder akan dianalisis berdasarkan studi literatur yang ada yang berhubungan dengan masalah yang diteliti. 3.4. Diagram Alir Tahapan Kerja Praktek
Mulai
Pengambilan
Data Primer
Data
Letak dan luas
Peta
Data Curah
Debit air
Sistem Drainase
Letak dan Dimensi saluran Pekerjaan
Pemanfaatan
Selesai 18
DAFTAR PUSTAKA
1. http://hco02.wordpress.com/2009/11/18/sistem-penyaliran-tambang/ 2. http://hmtpumi.blogspot.com/2010/10/sistem-penyaliran-tambang.html 3. http://www.scribd.com/doc/26334521/Isi-Proposal-Penyaliran-Tambang 4. http://tambangunsri.blogspot.com/2011/02/metode-penyaliran-
tambang.html
