tambang terbuka pdf

Draft Bahan Kuliah

TAMBANG TERBUKA (HTKK-024)

Oleh : NURHAKIM, ST, MT

PROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGAN UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT

BANJARBARU 2004/2005

Bahan Kuliah Teknik Pertambangan

[email protected]©2002-2004 Bahan Kuliah Tambang Terbuka Prakata

PRAKATA Alhamdulillah, La haula wala quwwata illa billah, Subhanakallah, La ‘ilma lana illa ma allamtana Bahan kuliah in i disusun untuk adik-adik mahasiswa D-2 Teknik Pertambangan Unlam yang mengambil matakuliah Tambang Terbuka. Hal yang melatarbelakangi penyusunan bahan kuliah in i adalah mengingat sangat minimnya buku yang tersedia untuk disip lin ilmu Teknik Pertambangan, khususnya yang berbahasa Indonesia. Bahan kuliah ini sebagian besar berisi terjemahan buku “Introductory Mining Engineering” (Howart K Hartman, 1987). Akan tetapi, mengingat sasarannya adalah mahasiswa program d iploma, bahasannya sengaja dibuat tidak terlalu detail. Namun untuk menambah wawasan mahasiswa, penyusun juga menelaah beberapa referensi lain sebagai bahan pembanding. Terima kasih d isampaikan kepada seluruh pihak yang membantu dan memberikan dukungan dalam penyusunan bahan kuliah in i, terutama ananda Beryl dan mamanya. Penyusun sadar bahwa dalam penyusunan bahan kuliah ini terdapat banyak kekurangan, untuk itu, diharapkan masukan dan saran konstruktif agar dapat memperbaiki bahan kuliah in i di masa mendatang. Akhirnya, penyusun berharap agar bahan kuliah ini bermanfaat. Amin.

Pesona Gading Indah, Februari 2005

Nurhakim, ST, MT 132 258 665


[email protected]©2002-2004 Bahan Kuliah Tambang Terbuka Prakata

DAFTAR ISI Prakata Daftar Isi Silabus Matakuliah 1 Pengantar 1 1.1 Kontribusi Pertambangan untuk Peradaban Manusia 1 1.2 Pemilihan Metoda Penambangan 2 2 Klasifikasi Metoda Penambangan dan Perbandingannya 5 2.1 Klasifikasi Metoda Penambangan 5 2.2 Perbandingan Tambang Terbuka Tambang Bawah Tanah 9 3. Satuan Operasi Penambangan 10 3.1 Pemboran dan Penetrasi Batuan 11 3.2 Pemuatan dan Penggalian 17 3.3 Operasi Tambahan 22 3.4 Siklus dan Sistem 23 4 Persiapan Tambang Terbuka 24 4.1 Sifat dan Lingkup Tugas 25 4.2. Rancangan dan Perencanaan Tambang 28 4.3 Pemilihan Alat 29 4.4 Cut-off Grade dan Nisbah Pengupasan 30 5 Metode Ekstraksi Mekanik 35 6 Metode Ekstraksi Aqueous 38 7 Pengantar Kestabilan Lereng 44 8 Sistem Penyaliran 53 8.1 Sistem Penyaliran Langsung (konvensional) 53 8.2 Sistem Penyaliran Tak Langsung (inkonvensional) 54


[email protected]©2002-2004 Bahan Kuliah Tambang Terbuka Silabus

SILABUS Tambang Terbuka

Program Studi D2 Teknik Pertambangan Prasyarat : Telah mengikuti matakuliah Pengantar Teknologi Mineral Uraian : 1. Pemahaman kontribusi industri pertambangan 2. Pemahaman sistem-sistem tambang terbuka 3. Pengenalan urutan kerja dan peralatan yang dioperasikan pada kegiatan

pertambangan. 4. Pengertian Nisbah kupas (stripping Ratio) 5. Pengenalan aspek-aspek Tambang Terbuka meliputi lereng tambang dan

penirisan / penyaliran tambang Pustaka : 1. Crawfrod, H., 1979, Open Pit Mine Planning and Design, SME-AIME, 1979 2. Hartman, H.L., 1987, Introductory Mining Engineering, John Wiley and

Sons, New York 3. Irwandy Arief, Tambang Terbuka, Teknik Pertambangan ITB, Bandung 4. Nurhakim, 2003, Bahan Kuliah Tambang Terbuka, Program Studi Teknik

Pertambangan FT Unlam, Banjarbaru 5. Pfleider, 1972, Surface Mining, Seeley W. Mudd Series, AIME 6. Sudarto Notosiswoyo dan Partanto Projosumarto, 1982, Pengantar

Analisis Kemantapan Lereng, Teknik Pertambangan ITB, Bandung 7. Buku lain yang terkait


[email protected]©2002-2004 Bahan Kuliah Tambang Terbuka - 1

I. PENGANTAR

1.1. KONTRIBUSI PERTAMBANGAN UNTUK PERADABAN

Kegiatan pertambangan telah dimulai sejak keberadaan manusia di

dunia ini. Demikian tuanya, sehingga pertambangan (yang dilakukan dengan

maksud untuk memanfaatkan sumberdaya mineral yang terdapat di bumi

demi kesejahteraan manusia) diyakini sebagai ikhtiar kedua yang dilakukan

manusia, setelah kegiatan pertanian / agrikultur.

Tidak dapat dipungkiri, bahwa acapkali era budaya (cultural ages of

man) diasosiasikan dengan penemuan dan pemanfaatan mineral, antara lain:

zaman batu (stone age, sebelum 4000 SM), zaman tembaga (Bronze age,

4000 - 1500 SM), zaman besi (Iron age – 1500 SM - 1780), zaman Baja

(Steel age – 1780 – 1945 M), dan zaman nuklir (Nuclear age sejak 1945 M).

Dalam pelaksanaannya, kegiatan pertambangan di suatu daerah akan

memberikan dampak terhadap lingkungannya, baik dampak positif maupun

negatif. Kontribusi positif dari industri pertambangan antara lain :

1. Menambah pendapatan dan devisa negara

2. Dapat meningkatkan kondisi sosial, ekonomi, budaya dan kesehatan

masyarakat daerah di sekitarnya

3. Membuka kesempatan kerja dan berusaha

4. Memberi kesempatan alih teknologi

5. Berperan sebagai pusat pengembangan wilayah (community &

regional development)

Disamping kontribusi positif di atas, industri pertambangan dapat pula

mengakibatkan dampak negatif, antara lain :

1. Mengubah morfologi dan fisiologi daerah tersebut (tata guna lahan)

2. Berpeluang merusak lingkungan, karena

a. Kesuburan tanah dapat berkurang / hilang

b. Mengurangi vegetasi, sehingga dapat menimbulkan kegundulan

hutan, longsor dan erosi



c. Flora dan fauna rusak, sehingga ekologi juga rusak

d. Mencemari sungai

e. Polusi suara dan udara (debu dan kebisingan)

3. Dapat menimbulkan kesenjangan sosial, ekonomi dan budaya di

wilayah setempat

Untuk itu, sebelum memulai kegiatan pertambangan, terlebih dahulu

harus dilakukan telaah untuk mendapatkan metoda penambangan yang

sesuai, menguntungkan dan berwawasan lingkungan.

1.2. PEMILIHAN METODA PENAMBANGA N

Pemilihan metoda penambangan didasarkan pada keuntungan

terbesar yang akan diperoleh, (note : pada awalnya pemilihan metode

penambangan di dasarkan pada letak endapan relatif terhadap permukaan –

dangkal atau dalam), serta mempunyai perolehan tambang yang terbaik

dengan memperhatikan karakteristik unik d i daerah yang akan ditambang

(meliputi : alamiah, geologi, lingkungan, dll).

(The cardinal ru le or mine exploitation is to select a mining method that best matches the unique characteristics (natural, geologic, environmental, etc) ot the mineral deposit being mined, within the limits imposed by safety, technology, and economics, to yield the lowest cost and return the maximum profit.)

Faktor- faktor yang mempengaruhi pemilihan sistem penambangan

adalah sebagai berikut :

1. Karakteristik spasial dari endapan

Faktor-faktor ini bisa jad i merupakan determinan terpenting, sebab

sangat mempengaruhi dalam pemilihan suatu daerah akan ditambang

dengan tambang terbuka atau bawah tanah, laju produksi, pemilihan

metoda penanganan material dan lay-out tambang dari cebakan.

a. Ukuran (dimensi : tebal dan penyebaran)

b. Bentuk (tabular, lentikular, massiv, atau irregular)

c. Attitude (inklinasi dan dip)

d. Kedalaman (nilai : rata-rata dan ekstrim, nisbah pengupasan-SR)



2. Kondisi Geologi dan Hidrogeologi

Karakteristik geologi dari mineral dan batuan induknya sangat

mempengaruhi pemilihan metoda penambangan, khususnya dalam

pemilihan antara metoda selektif atau tidak. Hidrologi mempengaruhi

sistem drainase dan pompa yang diperlukan. Sedangkan mineralogi

mempengaruhi cara pengolahan mineral.

a. Mineralogi dan petrografi (sulfida dan oksida)

b. Komposisi kimia dan kualitas (bahan tambang primer dan produk

samping – by-product; untuk batubara : CV, TM, Ash, S)

c. Struktur geologi (lipatan, patahan, diskontiniu, intrusi)

d. Bidang lemah (kekar, retakan, cleavage dalam endapan bijih / cleats

dalam batubara)

e. Keseragaman, alterasi, oksidasi, erosi (zona dan batas)

f. Air tanah dan hidrologi

3. Sifat-sifat Geoteknik (mekanika tanah dan batuan) untuk bijih dan

batuan sekelilingnya. Sifat mekanis dari material endapan dan batuan

sekitarnya merupakan faktor kunci dalam pemilihan peralatan pada

tambang terbuka (pada tambang bawah tanah hal ini berpengaruh pula

pada kelas metoda yang dipilih : unsupported, supported, atau caving)

a. Sifat elastik (kekuatan, modulus elastis, nisbah Poisson, dll)

b. Perilaku elastik atau viskoelastik (flow, creep)

c. Keadaan tegangan (tegangan awal, induksi)

d. Konsolidasi, kompaksi dan kompetensi

e. Sifat-sifat fisik lainnya (bobot isi - SG, voids, porositas,

permeabilitas, kandungan lengas - moisture content)

4. Konsiderasi Ekonomi

Faktor-faktor ini akan mempengaruhi hasil, investasi, aliran kas, masa

pengembalian dan keuntungan

a. Cadangan (tonase dan kadar / kualitas)

b. Laju produksi (produksi per satuan waktu)

c. Umur tambang



d. Produktivitas (produksi per satuan pekerja dan waktu, misal

ton/karyawan-shift)

e. Perbandingan ongkos penambangan untuk metode penambangan

yang cocok

5. Faktor Teknologi

a. Perolehan tambang (mine recovery)

b. Dilusi (jumlah waste yang dihasilkan dengan bijih / batubara)

c. Ke-fleksibelitas-an metode dengan perubahan kondisi

d. Selektivitas metode untuk batubara dan waste

e. Konsentrasi atau dispersi dari pekerjaan

f. Modal, pekerja, dan intensitas mekanisasi

6. Faktor Lingkungan

a. Kontrol bawah tanah

b. Penurunan permukaan tanah (subsidence)

c. Kontrol atmosfir (kontrol kualitas, kontrol panas dan kelembaban,

serta untuk tambang bawah tanah : ventilasi,)

d. Kekuatan pekerja (pelatihan, recruitment, kondisi kesehatan dan

keselamatan kerja, kehidupan dan pemukiman)

Obyektif dasar di dalam pemilihan suatu metode penambangan suatu

endapan mineral tertentu adalah merancang suatu sistem eksploitasi yang

paling cocok di bawah suatu lingkungan yang aktual (Hamrin, 1982 dalam

Hartman, 1987). Sering kali pengalaman memainkan peranan penting dalam

pengambilan keputusan. Akan tetapi, pencapaian solusi optimal biasanya

difasilitasi dengan menggunakan evaluasi kuantitatif dan kerekayasaan,

mencakup teknik penelit ian operasi (operation research), ditambah dengan

komputerisasi pemrosesan data dan informasi. Evaluasi kerekayasaan dapat

dibagi dalam tiga tingkatan, yaitu :

• Studi konseptual (conceptual study)

• Studi kerekayasaan (engineering study)

• Studi desain detail (detailed design study)



II. KLASIFIKASI METODE PENAMBANGAN

DAN PERBANDINGANNYA

2.1. KLASIFIKASI METODA PENAMBANGAN

Beberapa ahli tambang telah melakukan klasifikasi metoda

penambangan terbuka dan bawah tanah antara lain : Peele (1941), Young

(1946), Lewis dan Clark (1964). Dasar dari pembagian metoda ini adalah

beberapa kombinasi subyektif dari spasial, geologi dan faktor geoteknik.

Sedangkan beberapa skema saat ini dikenalkan lebih kuantitatif atau

memiliki pendekatan sistem tetapi menggunakan dasar pendekatan yang

sama seperti Peele adalah Morrison dan Russel (1973), Boshkov dan Wright

(1973), Thomas (1978), Nicholas (1981) dan Hamrin (1982).

Secara garis besar, metode penambangan dapat digolongkan menjadi

3, yaitu :

1. Tambang terbuka (surface mining)

2. Tambang dalam / bawah tanah (underground mining)

3. Tambang bawah air (underwater mining / marine mine)

Tambang terbuka adalah metoda penambangan yang segala aktivitas

penambangannya dilakukan di atas atau relatif dekat dengan permukaan

bumi, dan tempat kerjanya berhubungan langsung dengan udara bebas.

Tambang bawah tanah adalah metoda penambangan yang segala kegiatan

atau aktivitasnya dilakukan di bawah permukaan bumi, dan tempat kerjanya

tidak langsung berhubungan dengan udara luar.

Tambang bawah air adalah metoda penambangan yang kegiatan

penggaliannya dilakukan di bawah permukaan air atau endapan mineral

berharganya terletak di bawah permukaan air.

Dengan semakin pesatnya perkembangan ilmu pengetahuan dan

teknologi, serta diaplikasikannya berbagai cara baru dalam usaha mengambil



bahan galian, saat ini yang diperlukan suatu klasif ikasi metoda penambangan

yang mempunyai ciri (Hartman, 1987) :

1. Umum (dapat diaplikasikan pada tambang terbuka atau bawah tanah,

untuk semua komoditi tambang, batubara atau non batubara).

2. Meliputi metoda yang sedang berjalan dan metoda baru (novel) yang

sedang dikembangkan tetapi belum dapat dibuktikan secara keseluruhan.

3. Mengenali perbedaan kelas metoda yang besar dan biaya relatif.

Kategori yang digunakan oleh Hartman adalah :

- dapat diterima (acceptance): tradisional atau baru

- lokal untuk tambang terbuka (atau tambang bawah tanah)

- kelas dan sub kelas

- metoda

Klasif ikasi metoda menurut Hartman (1987) dapat dilihat pada tabel di

bawah ini.

Tabel 2.1 Klasif ikasi metode penambangan

AKSEPTANSI / LOKAL KELAS SUBKLAS METODE KOMODITAS

* Open Pit Mining Metal, Nonmetal Quarry Nonmetal * Open Cast Mining Coal, Nonmetal

Mekanis (Mechanical) ---

Auger Mining Coal Hydraulicking Metal, Nonmetal Placer Dredging Metal, Nonmetal Borehole Mining Nonmetal

Tambang Terbuka ( Surface Mining )

Aqueous Solution Leaching Metal

* Room & Pillar Mining Coal, Nonmetal * Stope & Pillar Mining Metal, Nonmetal Shrinkage Stoping Metal, Nonmetal Unsupported ---

* Sublevel Stoping Metal, Nonmetal Cut and Fill Stoping Metal Stull Stopping Metal Supported --- Square Set Stoping Metal * Longwall Mining Coal Sublevel Caving Metal

TRAD

ISIO

NAL

Tambang Bawah Tanah (Underground Mining )

Caving --- * Block Caving Metal Rapid Ex cavation NonCoal (Hard rock) Automation, Robotics All Hydraulic Mining Coal, Soft rock UG Gasification Coal Underground Retorting Hydrocarbons Ocean Mining Metal Nuclear Mining Noncoal

NOVE

L

--- --- ---

Ex traterrestrial Mining Metal, Nonmetal Catatan : Tanda * menunjukkan metode paling penting dan paling sering digunakan Sumber : Hartman, 1987



Sebelum Hartman mengemukakan pendapatnya, telah ada beberapa

pembagian sistem penambangan menurut beberapa ahli, antara lain :

Menurut Robert S Lewis

• Surface mining • Placer mining • Open cut mining

• Underground mining • Stope Naturally Supported

- Open stoping - Open stopes in small orebodies - Sub level stoping

- Open stopes with pillar supports - Casual pillar - Room (or stope) and pillar (regular arrangement)

• Stopes articially supported - Shrinkage stoping

- With pillar - Without pillar - With subsequent waste filling

- Cut and fill stoping - Stulled stopes in narrow veins - Square set stoping

• Caved stopes - Caving (ore broken by induced caving)

- Block caving - Sublevel caving

- Top slicing • Combination of supported and caved stopes

Menurut L J Thomas

• Surface mining • Alluvial mining • Mineral sands mining • General open pit mining • Surface mining machinary • Open cut mining of bedded deposit • Open pit mining of massive deposit • Abandoned pit • Non-entry mining

• Underground mining (pembagian sama dengan Robert S Lewis)



Menurut K A Sweet • Surface mining

• Placer mining - Panning and sluicing - Hydraulicking - Dredging

• Open pit - Single bench - Multiple bench - Strip mining - Quarry mining

• Glory hole • Underground Metalliferous

• Self supported opening (natural) - Open stope mining

- Isolated openings - Sublevel stoping - Longhole stoping

- Pillared open stopes - Random pillars - Regular pillars

• Open Artificially supported stopes (supported openings) - Shrinkage stoping (broken ore) - Cut and fill (waste filled) - Square set stoping - Longwall min ing

• Caving methods (Stress relief) - Caving (ore broken bay induces collapse)

- Sub level caving - Block caving

- Top Slicing • Underground Coal Mines

• Drift mine • Slop mine • Shaft mine



2.2. PERBANDINGA N TAMBANG TERBUKA DAN BAWAH TANAH

Keuntungan tambang terbuka antara lain :

1. Ongkos penambangan per ton atau per BCM bijih lebih murah karena

tidak perlu adanya penyanggaan, ventilasi dan pencahayaan

(illumination)

2. Kondisi kerjanya lebih baik, karena berhubungan langsung dengan

udara luar dan sinar matahari

3. Penggunaan alat-alat mekanis dengan ukuran besar dapat lebih

leluasa, sehingga produksinya bisa lebih besar

4. Pemakaian bahan peledak dapat lebih efisien, leluasa dan hasilnya

lebih baik, karena :

a. Adanya bidang bebas (free face) yang lebih banyak

b. Gas-gas beracun yang dapat ditimbulkan oleh peledakan dapat

dihembus angin dengan cepat (tidak terakumulasi)

5. Perolehan tambang (mining recovery) lebih besar, karena batas

endapan dapat dilihat dengan jelas

6. relatif lebih aman, karena bahaya yang mungkin timbul terutama

akibat kelongsoran, sedangkan pada tambang bawah tanah selain

kelongsoran juga disebabkan oleh adanya gas-gas beracun,

kebakaran dll

7. Pengawasan dan pengamatan mutu bijih (grade control) lebih mudah

Kerugian tambang terbuka antara lain :

1. Para pekerja akan langsung dipengaruhi oleh keadaan cuaca, dimana

hujan yang lebat atau suhu tinggi akan mengakibatkan efisiensi kerja

menurun

2. Kedalaman penggalian terbatas, karena semakin dalam penggalian

akan semakin banyak overburden harus dipindahkan

3. Timbul masalah dalam mencari tempat pembuangan tanah penutup

yang jumlahnya cukup banyak

4. Alat-alat mekanis letaknya tersebar

5. Pencemaran lingkungan hidup relatif lebih besar



III. SATUAN OPERASI PENAMBANGAN

Selama tahap persiapan dan eksploitasi dari semua tambang jika

material batuan dan tanah, bijih atau buangan ditambang dari bumi, dicatat

bahwa ada satuan operasi yang digunakan. Satuan operasi penambangan

adalah langkah dasar yang digunakan untuk memproduksi mineral dari

endapan, bersama dengan langkah tambahan yang terlibat. Langlkah-

langkah ini yang mengkontribusi secara langsung ke ekstraksi mineral

disebut “operasi produksi”, termasuk siklus produksi dari operasi.

Sedangkan langkah-langkah tambahan yang mendukung siklus produksi

disebut “operasi tambahan”.

Siklus produksi menggunakan satuan operasi yang secara normal

didalam dua fungsi : pemecahan batuan dan penanganan material.

Pemecahan batuan meliputi berbagai mekanika, tetapi untuk batuan

dilengkapi dengan pemboran dan peledakan. Penanganan material meliputi

pemuatan atau pengalihan dan transportasi material (transportasi

horisontal), dengan option “kerekan”. Jadi sklus produksi dasar di dalam

tambang terdiri dari satuan-satuan operasi.

Siklus produksi = Pemboran + Peledakan + Pemuatan + Pengangkutan

Jika operasi produksi cenderung untuk memisahkan dan bersiklus

secara alamiah, sedangkan kecenderungan tambang yang modern adalah

mengeliminasi atau mengkombinasikan fungsi-fungsi dalam menambahkan

kekontinuitasan. Sebagai contoh tanah dapat digali dengan suatu alat gali

tanpa memerlukan pemboran dan peledakan. Jika penggemburan

(loosening) diperlukan, kegiatan dapat dilengkapi penggaruan (ripping)

tanpa peledakan sebelum pemuatan.



Siklus operasi pada tambang terbuka dibedakan terutama oleh skala

peralatan. Pada tambang terbuka yang modern, misalnya lubang tembak

dengan diameter beberapa inchi dilakukan dengan mesin bor putar atau

tumbuk untuk penempatan bahan peledak jika batuan keras yang akan

digali.

3.1 PEMBORAN DAN PENETRASI BATUAN

Rock Breakage

Pelepasan atau pembebasan batuan dari massa batuan induknya

disebut “pemecahan batuan” (rock breakage). Hal ini dapat dilakukan

menggunakan api, air bertekanan tinggi, tekanan, maupun bahan peledak.

Pada umumnya, ada dua tipe operasi pemecahan batuan yang

dilakukan ditunjukkan dalam industri pertambangan, yaitu penetrasi

batuan (rock penetration : drilling, cutting, boring, dll) dan fragmentasi

batuan (rock fragmentation).

Dalam penetrasi batuan (pemboran, cutting dll) pada suatu lubang

bor biasanya dilakukan secara mekanik dan kadang-kadang termik atau

hidrolik. Tujuan dari penetrasi batuan antara lain untuk :

(1) Penempatan bahan peledak atau keperluan lain yang memerlukan

lubang berukuran kecil

(2) Membuat bukaan tambang atau terowongan (tunnel) final.

(3) Mengekstraksi produk mineral sesuai ukuran dan bentuk yang diijinkan

(batu dimensi).

Berlawanan dengan penetrasi batuan, fragmentasi batuan bertujuan

untuk menggemburkan dan memuat menjadi fragmen-fragmen suatu massa

batuan, secara konvensional dengan energi kimia, pada peledakan tetapi

ditambah secara mekanik hidrolik dan aplikasi baru dari energi.

Penetrasi batuan dapat diklasifikasikan pada beberapa basis.

Termasuk dalam hal ini ukuran lubang, metoda mounting, tipe dari power.

Pembagian / skema yang akan digunakan pada tulisan in i adalah

berdasarkan bentuk dari penggempuran batuan atau jenis energi yang

digunakan untuk melakukan penetrasi. Klasifikasi in i bersifat umum, dapat



diaplikasikan pada seluruh jenis tambang dan mencakup seluruh bentuk

penetrasi.

Metoda dan konsep penetrasi batuan dapat dilihat pada tabel berikut :

Tabel 3.1 Klasif ikasi Metoda Penetrasi batuan

BENTUK ENERGI METODA MESIN Praktikal Mechanical Percussion (Drilling) Drop tool Churn atau Cable-tool drill Hammer Rock Drill, Channeler Rotary, drag-bit Blade Auger atau Rotary drill, boring Stone-set Diamond drill Sawing Wire-rope, chain atau rotary saw Rotary, roller bit Rolling-cutter drill, boring Rotary-percussion Hammer Rock drill (independent rotation) Rotary Rolling-cutter drill (superimposed

percussion) Baru (Novel) Termal Flame Jet piercer, jet channeler Plasma Plasma torch Hot Fluid Rocket Fusion Subterrene Freezing (conceptual) Fluid Jet Hydraulic jet, monitor, canon Erosion Pellet-impact atau abrasion drill Bursting Impossion drill Cavitation Cavitating drill Eksperimental Sonik Vibration High-frequency transducer Kimiawi Explosion Shaped charge, capsule, projectile (Chemical) Reaction Rock “ softener” , dissolution Elektris Electric arc or Current Electrofrac drill Electric beam Electron gun Electromagnetic induction Spark drill Sinar Laser Electromagnetic radiation beam Nuklir Fisi (conceptual) Fusi (conceptual) Sumber : Hartman, 1987

Pemboran (Drilling)

Pemboran dapat dilakukan untuk bermacam-macam tujuan :

penempatan bahan peledak; pemercontohan (merupakan metoda sampling

utama dalam eksplorasi); dalam tahan developmen : penirisan, test fondasi

dan lain-lain; dan dalam tahap eksplotasi untuk penempatan baut batuan &

kabel batuan (dalam batubara pemboran lebih banyak dibuat untuk

pemasangan baut batuan - bolting daripada untuk peledakan). Jika



dihubungkan dengan peledakan, penggunaan terbesar adalah sebagai

pemboran produksi.

Komponen Operasi dari Sistem Pemboran

Ada 4 komponen fungsional utama. Fungsi in i dihubungkan dengan

penggunaan energi oleh sistem pemboran di dalam melawan batuan dengan

cara sebagai berikut :

• Mesin bor, sumber energi adalah penggerak utarna, mengkonversikan

energi dari bentuk asal (fluida, elektrik, pnuematik, atau penggerak

mesin combustion) ke energi mekanik untuk mengfungsikan sistem.

• Batang bor (rod) mengtransmisikan energi dari penggerak utama ke

mata bor (bit).

• Mata bor (bit) adalah pengguna energi didalam sistem, menyerang

batuan secara makanik untuk melakukan penetrasi.

• Sirkulasi flu ida untuk membersihkan lubang bor, mengontrol debu,

mendinginkan bit dan kadang-kadang mengstabilkan lubang bor.

Ketiga komponen pertama adalah komponen fisik yang mengontrol

proses penetrasi, sedangkan komponen ke empat adalah mendukung

penetrasi melalui pengangkatan cuttings.

Mekanisme penetrasi, dapat dikategorikan kedalam 2 golongan secara

mekanik yaitu rotasi dan tumbukan (percussion) atau selanjutnya kombinasi

keduanya. Gambaran dari aksi pemboran untuk masing-masing kategori

dapat dilihat pada gambar di bawah ini.

Gambar 3.1. Tipe aksi pemboran dalam memecah batuan



Faktor-faktor yang mempengaruhi unjuk kerja pemboran.

1. Variabel operasi, mempengaruhi ke empat komponen sistem

pemboran (drill, rod, bit dan fluid). Variabel dapat dikontrol pada

umumnya dan mencakup dua kategori dari faktor-faktor kekuatan

pemboran : (a) tenaga pemboran, energi semburan dan frekuensi,

kecepatan putar, daya dorong dan rancangan batang bor dan (b)

sifat-sifat fluida dan laju alirnya.

2. Faktor-faktor lubang bor, meliputi : ukuran, panjang, inklinasi lubang

bor; tergantung pada persyaratan dari luar, jad i merupakan variabel

bebas. Lubang bor di tambang terbuka pada umumnya 15 - 45 cm (6-

18 inch). Sebagai perbandingan, untuk tambang bawah tanah 4-17,5

cm (1,5-7 in.).

3. Faktor-faktor batuan, faktor bebas yang terdiri dari : sifat-sifat batuan,

kondisi geologi, keadaan tegangan yang bekerja pada lubang bor

yang sering disebut sebagai drillability factors yang menentukan

drilling strength dari batuan (kekuatan batuan untuk bertahan

terhadap penetrasi) dan membatasi unjuk kerja pemboran.

4. Faktor-faktor pelayanan, yang terdiri dari pekerja dan supervisi, keter-

sediaan tenaga, tempat kerja, cuaca dan lain-lain, juga merupakan

faktor bebas.

Parameter Performansi (Unjuk Kerja)

Untuk memilih dan mengevaluasi sistem pemboran yang optimal, ada

4 parameter yang harus diukur atau diperkirakan,yaitu :

1. Energi proses dan konsumsi daya (power)

2. Laju penetrasi

3. Lama penggunaan bit (umur)

4. Biaya (biaya kepemilikan + b iaya operasi)

Pemilihan Alat Bor

Pemilihan suatu alat produksi haruslah melalui suatu prosedur yang telah

didefinisikan dengan baik. Hal in i merupakan persoalan rancangan rekayasa



yang sebenarnya (true engineering design) yang memerlukan suatu

pertimbangan harga. Langkah-langkahnya adalah sebagai berikut :

1. Mendeterminasi dan menentukan spesifikasi kondisi-kondisi d imana

alat bor akan digunakan, seperti faktor-faktor yang berhubungan

dengan pekerjaan (pekerja, lokasi, cuaca dan lain-lain) dengan

konsiderasi keselamatan kerja.

2. Menetapkan tujuan untuk fase pemecahan batuan dari siklus operasi

produksi ke dalam tonase, fragmentasi, throw, vibrasi dan lain-lain

(mempertimbangkan batasan pemuatan dan pengangkutan, stabilitas

kemiringan lereng, kapasitas crusher, kuota produksi, geometri pit,

dll).

3. Atas dasar pada persyaratan peledakan, merancang pola lubang bor

(ukuran dan kedalaman lubang ledak, kemiringan, burden dan spasi).

4. Menentukan faktor drillability untuk jenis batuan yang diantisipasi,

mengindentifikasikan metoda pemboran yang mendekati kelayakan.

5. Men-spesifikasikan variabel operasi untuk tiap sistem dibawah

pengamatan, meliputi : mesin bor, batang bor, mata bor dan sirku lasi

fluida.

6. Memperhitungkan parameter unjuk kerja, termasuk ketersediaan alat,

biaya dan perbandingan. Mengamati sumber tenaga dan memilih

spesifikasi. Item biaya yang besar adalah mata bor, depresiasi alat

bor, tenaga kerja, pemeliharaan, energi dan fluida. Umur bit dan biaya

merupakan hal yang kritis namun sulit untuk diproyeksikan.

7. Memilih sistem pemboran yang memuaskan semua persyaratan biaya

keseluruhan yang rendah dan memperhatikan keselamatan kerja.

Tabel di bawah ini adalah salah satu contoh alat bantu untuk pemilihan alat

bor.



Tabel 3.2 Aplikasi pemboran dan metoda penetrasi dari beberapa batuan yang berbeda

DRILLABILITY (KEMAMPUBORAN) & JENIS BATUAN

METODE PEMBORAN

1 LUNAK

(Serpih, Batu kapur terlapukkan,

Batubara

2 SEDANG - KERAS

(bt kapur, batu pasir

terlapukkan)

3 KERAS

(Granit, Rijang)

4 SANGAT KERAS (Takonit, Kuarsit)

Hydraulic Jet X X Rotary, drag bit X X Rotary, roller bit X X X Rotary Percussion X X Pecussion X X X Therm. Jet Piercing X X Sumber: Hartman, 1987

Pemotongan (Cutting)

Jika pemotongan merupakan bagian integral dari siklus produksi, hal

itu dilakukan dengan mesin yang dirancang sesuai dengan karakteristik

batuan / mineral yang diinginkan. Pada saat in i, pemotongan (cutting)

dilakukan pada dua aplikasi utama, yaitu :

1. Batubara dan mineral non-metal yang lebih lunak (tambang bawah

tanah); jenisnya : Chain cutting machine, shortwall (fixed bar) atau

universal (movable-bar).

2. Batuan dimensi (tambang terbuka)

a. Channeling machine, percussion atau flame jet

b. Saw, wire, atau rotary

Tujuan dari kegiatan cutting adalah menghasilkan “kerf” yang dapat

mengurangi atau mengelimin ir peledakan. Aksi penetrasi dasar dalam

pemotongan batuan atau batubara sama dengan pemboran.

Penggalian Mekanik (Mechanical Excavating)

Aplikasi penggalian secara mekanis pada tambang terbuka a.l.:

1. Penggaru (Ripper)

Tanah yang sangat kompak, batubara, atau batuan yang lunak

atau telah mengalami pelapukan.

2. Bucket Wheel Excavator (BWE) & cutting-head excavators



Tanah dan batubara.

3. Auger and highwall miners

Batubara

4. Mesin Gali Mangkuk mekanis (MGM - Mechanical dredges)

Endapan aluvial / placer, koral dan tanah (di bawah air).

Sebagai perbandingan, penggalian secara mekanis pada tambang

bawah tanah dilakukan sebagai berikut :

1. Continous miner dan longwall shearer

Batubara atau batuan non-logam yang lunak

2. Boom-type miner (roadheader) dan Tunnel-boring, raise-boring,

serta shaft-sinking machine

Batuan lunak sampai sedang-keras.

3.2. PEMUATAN DAN PENGGALIAN

Penanganan Material (Material Handling)

Semua satuan operasi yang terlihat dalam penggalian atau

pemindahan tanah / batuan selama penambangan disebut penanganan

material (material handling). Pada siklus operasi, dua operasi utama adalah

pemuatan dan transportasi, dan jika transportasi vertikal d iperlukan, kerekan

(hoisting) akan menjadi operasi opsi ketiga.

Penanganan material pada tambang mekanisasi modern berpusat

pada peralatan. Skala peralatan pada tambang terbuka semakin bertambah

besar. Batas atas ukuran truk meningkat menjadi 300 ton, 170 m3 untuk

dragline, 140 m3 untuk shovel dan 8400 m3 untuk bucket wheel excavator.

Klasif ikasi untuk peralatan tambang untuk penggalian-pernuatan

dapat dilihat pada Tabel di bawah ini.



Tabel 3.3. Klasif ikasi peralatan penggalian dan pemuatan Tambang Terbuka

OPERASI TAMBANG

KATEGORI / METODE MESIN (APLIKASI)

TERBUKA Siklus (Cyclic) Shovel Power Shovel, Front-end Loader,

Hydraulic Excavator, Backhoe (penambangan bijih, pengupasan OB)

Dragline Clawler, Walking (pengupasan OB) Dozer Rubber tired, crawler (blade) Scraper Rubber tired, crawler Peledakan (Blasting) Explossives stripping (OB) Kontiniu (Continuous )

Ekskavator Mekanis (Mech. Excavator)

Bucket Wheel (BWE) (OB), cutting head (tanah, batubara)

Highwall Mining Auger, Hidghwall Miner (batubara) Dredging Bucket ladder, hydraulic (placer) BAWAH TANAH Siklus (Cyclic) Loader Overhead, gathering arm, shovel,

front-end Shaft Mucker Clamshell, Orange peel, Cactus grab Self-loading transport Load-Haul-Dump (LHD) Slusher Rope-drawn Scrapper (bijih logam) Kontiniu Continous Miner Milling type, drum, ripper, borer,

auger, plow, shearer (batubara & non-logam)

Boring Machine Tunnel-Boring Machine (TBM), roadheader, raise borer, shaft borer (batuan lunak)

Source : Hartman, 1987.



Keuntungan dan kerugian dari berbagai alat dapat dilihat pada Tabel berikut.

Tabel 3.4.

Perbandingan antara fitur Shovel, Dragline dan BWE

Alat Keuntungan Kerugian

Shovel

1. Biaya modal per satuan volume lebih rendah atas kapasitas mangkuk, meskipun bila memperhitungkan panjang boom atau berat mesin gambaran kasar biaya-biaya modal adalah ekivalen

2. Penggalian lebih baik pada material keras dan hasil peledakan

3. Dapat memilah-milah dengan baik

1. Dapat terjadi kehancuran batubara pada perolehan yang kecil

2. Dimasuki oleh luncuran timbunan dan banjir pada pit

3. Tidak mudah menangani timbunan yang kestabilannya rendah

4. Tidak mudah menggali box-cut 5. Kemampuan / kedalaman penggalian

berkurang bila dibandingkan dengan dragline dengan biaya yang sama

6. Sulit digerakkan

Dragline

1. Operasinya luas dan mudah digerakkan 2. Kemampuan menggalinya besar 3. Dapat menangani dan menimbun tanah

penutup yang memiliki kestabilan rendah 4. Aman dari luncuran tumpukan tanah dan

longsoran pit selama operasi normal 5. Prosentase perolehan batubara besar dan

meminimkan kehancuran 6. Dapat menggali box-cut lebih dalam 7. Biaya perawatan rendah 8. Dapat memilah dengan baik 9. Tidak terpengaruh golongan lap. batubara 10. Dapat bergerak ke sebarang arah

1. Memerlukan persiapan permukaan 2. Tidak dapat menggali dengan baik, apabila

hasil peledakan tidak baik 3. Biaya modal per yard3 lebih besar,

walaupun bila memperhitungkan panjang boom dan berat mesin diperhitungkan, biaya akan ekivalen

BWE

1. Operasinya kontinu 2. Interval jangkauannya panjang 3. Dapat beroperasi pada dinding jenjang yang

tinggi dan pada lapisan batubara 4. Dapat dengan mudah menjangkau karak-

teristik tumpukan dan kestabilan buruk 5. Dapat memperluas interval shovel dan

dragline jika beroperasi secara tandem 6. Dapat langsung menyediakan dataran untuk

reklamasi

1. Tidak dapat menggali material keras 2. Memerlukan sejumlah persiapan

permukaan 3. Ketersediaan rendah 4. Membutuhkan kru dalam jumlah besar 5. Biaya modal besar bila dibandingkan hasil 6. Dapat dimasuki luncuran timbunan dan

banjir 7. Dapat menyebabkan kehancuran batubara

sehingga perolehan batubara kecil 8. Mobilitas rendah

Sumber: Anon., 1976a (By permission from Bucyrus-Erie Co., S. Milwaukee, Wl.), dalam Hartman, 1987

Pemilihan Alat

Secara garis besar, ada empat faktor yang pemilihan alat ekskavasi

(Pfileider, 1973a, Martin et al, 1982 dalam Hartman, 1987), yaitu :

1. Faktor performansi (unjuk kerja)

Faktor ini berhubungan langsung dengan produktifitas mesin, dan

meliputi : kecepatan putar, tenaga yang tersedia, jarak penggalian,

kapasitas bucket, kecepatan tempuh, dan reliabilitas.



2. Faktor desain

Mencakup kecakapan pekerja, teknologi yang digunakan, jenis

pengawasan dan tenaga (power) yang tersedia.

3. Faktor penunjang (Support)

4. Faktor biaya

Pengangkutan

Material dalam jumlah besar dalam industri pertambangan ditransport

dengan haulage (pemindahan ke arah horizontal) dan hoisting (pemindahan

vertikal). Klasifikasi metoda pengangkutan dapat dilihat pada Tabel di bawah

ini.

Tabel 3.5 Klasif ikasi metoda pengangkutan Tambang Terbuka

GRADEABILITY (O) OPERASI TAMBANG METODA JARAK ANGKUT Rerata Maks.

TERBUKA Siklus (Cyclic) Rail, Train Tidak terbatas 2 3 Truk, Trailer 0,3-8 km 0,2-5 mil 8 12 Scrapper (ban karet) 150-1500 m 500-5000 ft 12 15 Front-end Loader 300 m <1000 ft 8 12 Dozer 150 m <500 ft 15 20 Skip 2400 m <8000 ft vert. Tidak terbatas Aerial Tramway 0,8-8 km 0,5-5 mil 5 20 Kontinius Belt Conveyor 0,3-16 km 0,2-10 mil 17 20 High-angle conveyor 1,6 km <1 mil 40 60 Hydraulic conveyor

(pipeline) Tidak terbatas Tidak terbatas

BAWAH TANAH Siklus (Cyclic) Rail (Train) Tidak terbatas 2 3 Truck, Shuttle Car 150-1500 m 500-5000 ft 8 12 Slusher (Scraper) 30-90 m 100-300 ft 25 30 LHD 90-600 m 300-2000 ft 8 12 Skip, Cage 2400 m <8000 ft vert. Tidak terbatas Kontinius Conveyor (Belt, Chain

and flight, monorail) 0,3-8 km 0,2-5 mil 17 20 Hydraulic Conveyor Tidak terbatas Tidak terbatas Pneumatic Conveyor Tidak terbatas Tidak terbatas Sumber : Hartman, 1987

Untuk alat angkut yang paling banyak digunakan (truk jungkit), dapat

dijumpai 4 tahap : pemuatan, pengangkutan, penuangan dan kembali

kosong (lihat Gambar).



Sumber : Martin, 1982 dalam Hartman, 1987

Gambar 3.1.

Daerah kerja pengangkutan pada tambang terbuka Keuntungan dan kerugian beberapa alat angkut dirangkum pada tabel

di bawah ini.



Tabel 3.6 Perbandingan Keuntungan dan Kerugian beberapa alat angkut

MESIN KEUNTUNGAN KERUGIAN Dozer 1. Luwes

2. Kemampuan tanjakan baik 3. mampu di medan yang susah

1. Terbatas untuk angkutan jarak dekat 2. Tidak kontiniu 3. Produksi kecil, lambat

Truck, Trailer 1. Luwes dan mudah digerakkan 2. Menangani batuan kasar, besar 3. Kemampuan tanjakan sedang

1. Membutuhkan jalan angkut yang baik 2. Pelan saat cuaca buruk 3. Ongkos operasi tinggi

Scraper (roda karet)

1. Luwes dan mudah digerakkan 2. Kemampuan tanjakan (grade-ability)

baik

1. Mungkin membutuhkan dorongan pemuatan 2. Terbatas untuk tanah, fragmen kecil 3. Ongkos perawatan tinggi

Rail (Kereta Api)

1. Produksi besar, ongkos murah 2. Jarak angkut tak terbatas 3. Menangani batuan kasar, besar

1. Biaya perawatan rel (track) 2. Kemampuan tanjakan buruk 3. Biaya investasi tinggi

Belt Conveyor (Ban berjalan)

1. Produksi besar, kontiniu 2. Kemampuan tanjakan sangat baik 3. Biaya operasi kecil

1. Tidak luwes 2. Terbatas untuk batuan kecil atau hancur 3. Biaya investasi tinggi

Sumber: Modifikasi dari Pfieider, 1973a, 1973b; Martin et al, 1982 dalam Hartman, 1987

3.3. OPERASI TAMBAHAN

Operasi ini terdiri dari operasi-operasi yang mendukung tetapi tidak

mempunyai kontribusi langsung dari penambangan. Klasifikasi operasi ini

dapat dilhat pada Tabel berikut.

Tabel 3.7.

Klasif ikasi Operasi Tambahan pada Pertambangan FUNGSI TAMBANG TERBUKA TAMBANG BAWAH TANAH Eksploitasi Kesehatan & Keselamatan Kerja

Pemantauan debu* Pengurangan kebisingan Pencegahan pembakaran spontan Pencegahan penyakit

Pemantauan debu & gas* Pengaturan ventilasi & udara* Pengurangan kebisingan Pencegahan penyakit

Kontrol lingkungan Proteksi air dan udara Pembuangan limbah*

Proteksi air tanah Kontrol subsidens

Kontrol Tanah Stabilitas lereng Kontrol erosi tanah

Kontrol Roof Kontrol ambrukan

Suplai & distribusi tenaga Distribusi tenaga / listrik Distribusi tenaga/listrik/udara terkompresi Kontrol air dan banjir Pemompaan , drainase Pemompaan , drainase Pembuangan limbah Penyimpanan, penumpahan Back filling, hoist ke permukaan Persediaan material Penyimpanan, deliveri persediaan Penyimpanan, deliveri persediaan Perawatan dan Perbaikan Fasilitas bengkel Fasilitas bengkel Pencahayaan Lampu portabel Lampu portabel dan stationery Alat komunikasi Radio, telefon Radio, telefon Konstruksi Jalan angkut, dll Jalan angkut, dll Angkutan Karyawan Truk karyawan, dll Man cages, trips, cars, dll Development Persiapan lokasi Pembersihan lahan, jalan, dll Pemindahan topsoil Pengupasan, penimbunan Reklamasi permukaan Penggantian alat-alat, penghijauan



3.4. SIKLUS DAN SISTEM

Suatu bagan alir dari satu siklus operasi tipikal tambang terbuka dapat

dilihat pada gambar di bawah ini.

Persiapan lokasi

Pembersihan

Pemindahan tanah pucuk

Transportuntuk pemindahan langsung

Transportke lokasi penyimpanan

Persiapan pemboran jenjang

Pemboran Penggaruan

Pengisian & Peledakan

Pembuangan OB(Langsung

Pembuangan OB

Transport ke lokasipenyimpanan

Transport ke lokasibackfill

Pembersihan permukaanbatubara / bijih

Pemboran batubara / bijihCoal Augering

Penggaruan batubara / bijih

Peledakan

Penggalian / PemuatanBatubara / bijih

Transport batubara / bijih(utk penyimpanan & proses)

Pembuangan Parting

Back filling(dari lokasi penyimpanan)

Perataan bongkahan

Pemindahan tanah pucuk

Perataan permukaan akhir

Penghijauan

Pemantauan

Aktifitas penunjang :- Drainase- Pergudangan- Jalan / akses- Pengawasan

Sumber : Martin, 1982 dalam Hartman, 1987

Gambar 3.2. Siklus operasi tipikal tambang terbuka



IV. PERSIAPAN TAMBANG TERBUKA

Persiapan tambang adalah pekerjaan yang dilakukan untuk

menyingkap endapan mineral untuk siap ditambang. Proses yang termasuk

disin i adalah semua tahapan yang diperlukan untuk suatu tambang menuju

ke penjadwalan produksi yang lengkap, antara lain perencanaan,

perancangan, konstruksi dan lain-lain. Persiapan tambang mengikuti pada

umumnya studi kelayakan pada tahap I dan II yang dikembangkan sejauh

mungkin dan informasi yang lebih baik tersedia selama tahapan beruntut dari

proyek.

Dari tit ik pandang fisik di pembukaan tambang, sifat utama persiapan

adalah melengkapi jalan menuju ke endapan bijih yang memungkinkan para

pekerja, peralatan, power, supplier, air dan udara dapat melaluinya.

Faktor-faktor yang mempengaruhi pekerjaan persiapan tambang

antara lain :

1. Faktor lokasi dan iklim

2. Faktor Geologi dan Alamiah

a. Tanah dan topografi.

b. Relasi spasial (ukuran, bentuk, attitude dan lain-lain) dari badan bijih

termasuk kedalaman.

c. Konsiderasi geologi, mineralogi, petrografi, struktur, genesa badan

bijih, gradien temperatur batuan, kehadiran air clan lain-lain.

d. Sifat mekanika batuan: kekuatan, modulus elastik, kekerasan,

abrasiveness, dan lain-lain.

e. Sifat-sifat kimia dan metalurgi (akibat penyimpanan, proses dan laih-

lain),

3. Faktor Sosial - Ekonomi - Polit ik - Lingkungan

Sangat tergantung pada faktor luar. Faktor-faktor ini antara lain :

a. Demografi clan keterampilan penduduk setempat.

b. Finansial dan pemasaran.

c. Kestabilan polit ik setempat.



d. Peraturan polusi.

e. Bantuan pemerintahan yang lain.

Tahapan Persiapan

Tahapan ini dapat berlaku untuk persiapan di tambang terbuka

maupun tambang bawah tanah, yaitu :

a. Adopsi dari laporan studi kelayakan sebagai dokumen perencanaan,

subyek ke modifikasi sebagai kemajuan pengembangan.

b. Konfirmasi dari metoda penambangan dan rencana pertambangan umum.

c. Pengaturan finansial yang berdasarkan pada estimasi biaya yang telah

dikonfirmasikan pada laporan studi kelayakan.

d. Pengumpulan data tanah, termasuk Undang-undang Pertambangan dan

Permukaan.

e. Pengarsipan pernyataan dampak lingkungan, mendapatkan ijin

penambangan (termasuk rencana reklamasi).

f. Melengkapi jalan-jalan permukaan, transportasi, komunikasi, dan power

supply ke tambang.

g. Perencanaan dan konstruksi pabrik, termasuk fasilitas pendukung,

pelayanan dan kontrol administrasi.

h. Pendirian pabrik pengolahan mineral, jika diperlukan, dan penanganan

bijih dan fasilitas perkapalan, penimbunan dan pembuangan waste.

i. Pemilihan peralatan penambangan untuk persiapan dan eksplorasi.

j. Konstruksi dari bukaan jalan utama ke badan bijih dan bukaan

selanjutnya, pada tambang terbuka : pengupasan tanah lanjut (advanced

stripping).

k. Pengadaan tenaga kerja dan pelatihan tenaga kerja dan pelayanan

pendukung (perumahan, transportasi, gudang yang diperlukan).

4.1. SIFAT DAN LINGKUP TUGAS

Beberapa faktor pada persiapan tambang menerima beberapa

perhatian khusus didalam tahap preparasi tambang terbuka. Dari faktor

lokasi, iklim adalah faktor yang lebih kritis yang berhubungan dengan operasi



di permukaan. Di antara faktor geologi, lapangan, kedalaman dan

karakteristik spasial dari endapan serta keberadaan air adalah sangat penting

pada tambang terbuka. Pada faktor lingkungan, beberapa persyaratan anti

polusi dan reklamasi sangat perlu diperhatikan.

Mencatat tahapan pada persiapan tambang yang telah disebutkan di

atas ada 3 tahapan penting dan unik pada tambang terbuka yaitu :

1. Inisiasi rencana reklamasi sebagai bagian dari pernyataan dampak

lingkungan.

2. Penentuan tempat penimbunan tanah pucuk dan limbah.

3. Penentuan dari pengupasan tanah penutup lanjut untuk mendapatkan

jalan ke endapan.

Sebagai petunjuk, tabel di bawah ini menunjukkan diagram

penjadwalan dari suatu tambang terbuka yang dirancang untuk produksi

bijih "metal" 20.000 ton/hari. Tahap prospeksi selama 2,5 tahun. Tahap

eksplorasi dan studi kelayakan sekitar 5,5 tahun. Tahap persiapan

memerlukan lebih dari 3 tahun, dan dengan tahun tambahan untuk

percobaan produksi untuk mencapai target produksi yang direncanakan. Jadi

waktu total sekitar 12 tahun. Reklamasi, pembuangan waste dan

pengupasan tanah penutup lanjut dijadwalkan pada tahap ke 3. Pada

gambar di halaman berikutnya akan diperlihatkan denah dari suatu tambang

batubara di Black Thunder.



Tabel 4.1 Diagram penjadwalan untuk tambang terbuka

tahun 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

1.2 Prospeksi / Eksplorasi - Geologi

- Pemboran Pendahuluan - Survey dan Ijin lingkungan

- Uji Jenjang Metallurgy

Studi Kelayakan - Geologi

- Pemboran Konfirmasi

- Jalan / Akses ke Deposit

- Sampel Curah (Bulk Sampling) - Uji Metalurgi dan Desain Flow Sheet

- Studi Teknik dan Ekonomi

- Survey, ijin & Kontrol Lingkungan

- Administras i & Penunjang

3 Pembangunan & Konstruksi

- Desain dan rekayasa - Konstruksi fasil itas di permukaan

- Pengupasan pra-produksi

- Kontrol Lingkungan

- Administras i & Penunjang

Penemuan Mulai Produksi

Sumber : Hartman 1987

Gambar 4.1. Lay-out Tambang Batubara Terbuka Black Thunder



4.2. RANCANGAN DAN PERENCANAN TAMBANG

Tugas utama dari desain kerekayasaan pada tahap persiapan

tambang terbuka adalah perencanaan open pit. Ada tiga faktor utama yang

mempengaruhi perencanaan ini (Soderberg dan Rausch, 1968; Atkinson,

1983 dalam Hartman, 1987) yaitu:

1. Faktor alamiah dan geologi :

kondisi geologi, jenis b ijih, kondisi h idrologi, topografi, dan karakteristik

metalurgi.

2. Faktor ekonomi :

kadar bijih, tonase bijih, nisbah pengupasan, kadar rata-rata (terendah),

biaya operasi, biaya investasi, keuntungan yang diinginkan, tingkat

produksi, dan kondisi pemasaran.

3. Faktor teknologi :

peralatan, pit slope, tinggi jenjang, kemiringan jalan, batas properti dan

batas pit.

Selain penentuan batas pit yang sangat penting, Mathilson (1982)

menekankan kepentingan yang sama dan pengembangan suatu tahapan

penambangan yang optimal dan penjadwalan produksi selama umur

tambang. Oleh karena itu, dia membuat daftar obyektif dari perencanaan

tambang dari tit ik pandang kelayakan sebagai berikut :

1. Menambang bijih sehingga didapatkan ongkos produksi min imum per

satuan berat dari bijih (Penambangan next best ore dengan tahapan).

2. Menjaga viab ilitas operasi (kecukupan ukuran lebar jenjang dan kesiapan

jalan untuk peralatan).

3. Menjaga bijih yang terekspos untuk mengamankan kesalahan

perhitungan atau kekurangan data eksplorasi.

4. Menunda pengupasan tanah penutup selama mungkin tanpa keserasian

dengan peralatan, tenaga kerja clan jadwal produksi.

5. Mengikuti jadwal mulai yang logis dan dapat dicapai (untuk pelatihan,

pembelian peralatan, logistik, dan lain-lain) yang meminimumkan resiko

keterlambatan.

6. Memaksimumkan rancangan pit slope dan meminimumkan keruntuhan.



7. Menguji laju produksi yang ekonomis dan alternatif kadar rata-rata

terendah.

8. Akhirnya, pencapaian tujuan mendapatkan metoda, peralatan dan jadwal

yang sesuai untuk melaksanakan perencanaan sebelum memulai

pembangunan / pengembangan.

Perencanaan tambang dapat dikategorikan ke perencanaan jangka

pendek dan jangka panjang.

4.3. PEMILIHAN ALAT DAN SISTEM

Pemilihan beberapa alat telah diterangkan sebelumnya. Di sini

ditambahkan suatu petunjuk pemilihan alat untuk penanganan material

seperti terlihat pada tabel di bawah ini.

Tabel 4.2

Petunjuk pemilihan alat untuk penanganan material di tambang terbuka.

Dozer Front end Loader

Dozer - Scrapper

Dragline (direct casting)

Excavator - Truck

Excavator - Hopper - Crusher - Conveyor

Wheel Excavator - Conveyor

Produksi maksimum

Sedang Sedang Tinggi Tinggi Tinggi Tinggi

Laju produksi Sedang Rendah Tinggi Sedang Sedang Sedang Umur pit Pendek Pendek Panjang Sedang Panjang Panjang Kedalaman pit Sedang Dangkal dan

datar Sedang Dalam Dalam Sedang

Deposit Tdk ter-konsolidasi

Tdk ter-konsolidasi

Ter-konsolidasi

Ter-konsolidasi

Ter-konsolidasi

Seragam sedikit boulder

Preparasi (jika perlu) Garu Garu Bor-Ledak Bor-Ledak Bor-Ledak Bor-Ledak

Kompleksitas sistem Rendah Sedang Rendah Sedang Tinggi Tinggi

Fleksibilitas operasi Tinggi Sedang Rendah Tinggi Rendah Rendah

Kapasitas blending Tinggi Tinggi Rendah Sedang Rendah Rendah Penempatan selektif (pembuangan)

Baik Sangat baik Buruk Baik Sedang Sedang

Pengaruh cuaca basah Besar Besar Kecil Sedang Kecil Kecil

Kebutuhan penjadwalan Kecil Besar Kecil Besar Sedang Sedang

Ketersediaan sistem Sedang sedang Tinggi Sedang Kecil Kecil

Peralatan pendukung Kecil Kecil Sedang Sedang Tinggi Tinggi

Kemudahan memulai pekerjaan Sederhana Sederhana Moderat Sederhana Rumit Rumit

Investasi Kecil Kecil Sedang Sedang Tinggi Tinggi Sumber : Martin et.al, 1982 (ijin dari konsultan Martin, Inc. Golden, CO.) dalam Hartman, 1987



4.4. CUT-OFF GRADE DAN NISBAH PENGUPASAN

Ada dua pengertian cut-off grade, yaitu :

1. Kadar endapan bahan galian terendah yang masih memberikan

keuntungan bila ditambang

2. Kadar rata-rata terendah dari endapan bahan galian yang masih

memberikan keuntungan apabila ditambang

Cut-off grade ini yang akan menentukan batas-batas atau besarnya

cadangan, selain itu juga menentukan perlu tidaknya dilakukan pencampuran

(mixing / blending) antara endapan bahan galian yang berkadar tinggi

dengan yang rendah.

Nisbah pengupasan adalah perbandingan antara tonase waste yang

harus dipindahkan terhadap satu ton bijih yang ditambang. Hasil suatu

perancangan pit akan menentukan beberapa tonase bijih dan waste yang

dikandung pit itu.

Perbandingan antara waste dan bijih tersebut akan memberikan

nisbah pengupasan rata-rata suatu open pit.

Menurut Jennings dan Black, ada 2 (dua) nisbah pengupasan yang

harus dibedakan, yaitu :

a. Overall stripping ratio (R)

R menyatakan berapa volume waste yang harus dipindahkan untuk

menyingkapkan satu volume unit bijih. Dirumuskan sebagai berikut :

bijih

bijihpit

VVV

R+

=

b. Breakeven stripping ratio (BESR)

Untuk menganalisis kemungkinan sistem penambangan yang akan

digunakan, apakah tambang terbuka atau tambang dalam, maka

digunakan konsep breakeven stripping ratio (BESR).

1) BESR(1) (Overall stripping ratio)

yaitu perbandingan antara biaya penambangan bawah tanah dengan

penambangan terbuka.

DC

BABESR(1) =−

=



dimana:

A = biaya penambangan secara bawah tanah/ton bijih

underground mining cost / ton ore

B = biaya penambangan secara tambang terbuka/ton bjih

open pit mining cost / ton ore

C = ongkos pengupasan tanah petutup/ton waste

open pit stripping cost / ton waste

Ini berarti hanya bagian endapan yang mempunyai BESR lebih kecil dari D

yang dapat ditambang secara tambang terbuka dengan menguntungkan.

Jadi D adalah BESR(1) tertinggi yang masih dibolehkan untuk operasi

tambang terbuka dengan kondisi tersebut diatas.

Setelah ditentukan bahwa akan digunakan sistem tambang terbuka, maka

dalam rangka pengembangan rencana penambangan digunakan BESR(2)

dengan rumus sebagai berikut:

2) BESR(2) (Economic stripping ratio)

artinya berapa besar keuntungan yang dapat diperoleh bila endapan bijih

itu ditambang secara tambang terbuka.

GFEBESR(2)

−=

dimana:

E = pendapatan /ton bijih (recoverable value / ton ore)

F = ongkos produksi /ton bjih (production cost / ton ore)

G = ongkos pengupasan tanah / ton waste (stripping cost / ton waste)

3) BESR(3)

Biasanya keuntungan maksimum dimasukkan dalam pertimbangan BESR,

sebagai berikut :

GHFEBESR(3)

+−=

dimana :

H = keuntungan minimum/ton bijih yang diharapkan

expected minimum profit / ton ore



Contoh penentuan BESR

Contoh perhitungan BESR(2) untuk bijih tembaga kadar 0,80%, 0,75 %, dan

0,60 % Cu dapat dilihat pada tabel di halaman berikutnya. Dari tabel

tersebut terlihat bahwa apabila harga logam Cu = $ 0,25 / lb,

- bijih Cu (ore) dengan kadar 0,80 % mempunyai BESR = 2,5 : 1



Demikian pula dengan harga logam Cu yang lain ($0,30/lb Cu dan % 0,35

/Lb Cu)

Tabel 4.3.

Contoh perhitungan Break Even Stripping Ratio BESR(2) Kadar bijih, %Cu 0,80 0,70 0,60 Smelter recovery, % 81,80 83,02 85,80 Recovery Cu/ton Ore, lb 14,10 12,20 10,30 Ongkos Produksi Penambangan $ 0,45 $ 0,45 $ 0,45 Milling Dpr. & Gen. Cost $ 1,25 $ 1,25 $ 1,25 Treatment $ 0,85 $ 0,76 $ 0,65 Ongkos Produksi total $ 2,55 $ 2,46 $ 2,35 Ongkos Pengupasan Ongkos Pengupaan /ton waste $ 0,40 $ 0,40 $ 0,40 Recovery Value Harga jual per ton bijih 1. Untuk $0,25 / lb Cu $ 3,53 $ 3,05 $ 2,58 BESR 2,5 : 1 1,5 : 1 0,6 : 1 2. Untuk $0,25 / lb Cu $ 4,23 $ 4,23 $ 3,09 BESR 4,2 : 1 3,0 : 1 1,8 : 1 3. Untuk $0,25 / lb Cu $ 4,94 $ 4,27 $ 3,61 BESR 6,0 : 1 4,5 : 1 3,2 : 1

Setelah masing-masing BESR dihitung untuk setiap kadar Cu dan berbagai

harga logam Cu, kemudian dibuat grafik BESR Vs Kadar Cu.



Grafik 4.1. Contoh Grafik BESR(2)

Dari graf ik BESR(2) terlihat bahwa tinggi rendahnya BESR sangat dipengaruhi

oleh

- kadar logam dari b ijih 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 turun, maka jumlah cadangan akan berkurang.

Equivalent Yardage

Menyatakan berapa ongkos pemindahan lapisan penutup per satuan

unit volume tanah tertutup ($/m3, $/yd3). Besaran ini diterima dan menjadi

standar pada berbagai tambang dan distrik di AS. Konsep ini berguna untuk

menghitung maximum allowable stripping ratio dan pit limit. Beberapa

standar yang dipakai :

- Lake Superior iron ranges (loaded and hauled)

Glacial till $ 0.33 - 0.651 / m3

- Eastern US Coal fields (cast)

Tanah atau batuan lepas $ 0.13 - 0.391 /m3

- Western US porphyry copper district (blasted, loaded, hauled)

Quartz monzonite porphyry $ 0.65 - 1.311 M3



Equivalent yardage rating, e, adalah perbandingan ongkos

pengupasan suatu material terhadap ongkos pengupasan rata-rata standar

pada e = 1 untuk $ 0,26/ m3. Harga e pada berbagai material d itunjukkan

pada tabel di bawah ini.

Tabel 4.3

Equivalent Yardage Ratings

Material Rating e Dredged mud, water 0.5

Loose sand 0.7 Common soil (sand, loam, till) 1.0

Hard soil (clay, hardpan) 1.5 Shaley rock 1.5-2.5

Sandstone, limestone 2-3 Hard taconite 3-5

Sumber : Hartman, 1987



V. METODA EKSTRAKSI MEKANIK

Penambangan endapan bijih, batubara atau batuan yang dilakukan di

permukaan dikenal sebagai tambang terbuka. Jadi metoda ini prinsipnya

berdasarkan pada "permukaan".

Metoda ekstraksi mekanik yang menggunakan proses mekanik pada

lingkungan yang kering dapat dibedakan atas

1. Open-pit mining

2. Kuari

3. Opencast mining

4. Auger mining

Keempat metoda ini adalah diterapkan pada 90% dari produksi

permukaan.

Secara luas, metoda open pit dan open cast menggunakan siklus

operasi penambangan yang konvensional; pemecahan batuan dengan

pemboran dan peledakan, diikuti operasi penanganan material penggalian,

pemuatan dan pengangkutan. Pada Kuari dan auger, peledakan merupakan

kegiatan yang selalu melekat bersamanya.

Pada open pit mining, tanah penutup dikupas dan ditransportasikan

ke suatu daerah pembuangan yang tidak ada endapan mineral dibawahnya,

sedangkan open cast mining yang hampir sama metodanya dengan open pit

mining, tetapi berbeda pada satu hal yaitu : tanah penutup tidak dibuang ke

daerah pembuangan tetapi diangkut langsung ke daerah yang berbatasan

dan telah ditambang. Penambangan material disin i terdiri dari penggalian

dan pengangkutan (= casting), yang pada umumnya dikombinasikan oleh

suatu alat saja.

Beberapa petunjuk praktis dari ukuran jenjang dapat dilihat pada

tabel berikut ini.



Tabel 5.1 Ukuran jenjang berbagai endapan

Tinggi jenjang Lebar jenjang Endapan Ft m ft m

Kemiringan lereng

Tembaga 40 – 60 12 – 18 80 – 125 24 – 38 50 – 60 Bijih besi 30 – 45 9 – 14 60 – 100 18 – 30 60 – 70 Non logam 40 – 100 12 – 30 60 – 150 18 – 45 50 – 60 Batubara 50 – 75 15 – 23 50 – 100 15 – 30 60 – 70 Sumber : HARTMAN, 1987

Kuari hampir sama dengan open pit, tetapi jenjangnya pendek dan

hampir vertikal. Meskipun kuari selama in i diterapkan untuk bahan galian

logam, namun lebih disukai bila membatasi kuari untuk operasi batu

berdimensi. Jadi batu gamping yang di-crusher dihasilkan oleh open pit mine

sedangkan batu gamping berdimensi dihasilkan oleh kuari.

Gambar 5.1

Ilustrasi Kuari



Auger mining adalah suatu metoda untuk permukaan yang berdinding

tinggi atau outcrop recovery dari batubara dengan pemboran atau

penggalian bukaan ke dalam lap isan, diantara lapisan penutup. Meskipun

tanah penutup tidak dipindahkan, dan batubara diekstraksi oleh suatu auger

atau suatu mesin bawah tanah, pekerja tetap berada dipermukaan.



VI. METODA EKSTRAKSI AQUEOUS

Metoda ini berhubungan dengan air atau cairan untuk memperoleh

mineral dari dalam bumi, baik dengan aksi hidro lik maupun dengan serangan

cairan. Masih sangat kurang pemakaiannya pada tambang terbuka.

Ada 2 jenis penambangan didalam 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.

Placer Mining : Hydraulicking

Secara geologi, suatu endapan placer adalah suatu konsentrasi

mekanik dari mineral berat, yang dapat menjadi suatu endapan bijih jika

menguntungkan dari segi nilainya. Pada umumnya endapan ini adalah emas,

intan, timah (cassiterite), titanium (rutile), platina, tungsten (scheelite),

kromit, magnetit dan phospat. Placer diklasif ikasikan o leh media sebagai

aluvial (continental detrital), eolian (angin), marin dan glacial. Dari segi

lokasi, endapan ini dikategorikan sebagai residual (aluvial), jenjang (samping

bukit), stream (fluvial), pantai, buried atau padang pasir.

Kualitas yang berbeda dari endapan placer sehingga memungkinkan

dikategorikan sebagai ekstraksi aqueous adalah (Daily, 1968):

1. Material di tempat memungkinkan terdesintegrasi o leh aksi

tekanan air (atau aksi mekanik ditambah hidrolik)

2. Ketersediaan / supply air pada head yang diperlukan

3. Ketersediaan ruang untuk penempatan waste

4. Konsentrasi berat adalah mineral yang berharga, memungkinkan

ke 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.

Gambar 6.1

Metoda hydraulicking,

Tinggi jenjang yang disemprot pada umumnya berkisar antara 5 - 15 m,

tetapi dapat mencapai 60 m (MORRISON clan RUSSELL, 1973).

Salah satu rancangan monitor dapat dilihat sebagai berikut

Diameter nozzle : 40 - 150 mm

Tekanan head : 30 - 140 atau 300 - 1400 Wa

Kecepatan alir volume : 30 - 250 Ildetik

Kecepatan waterjet :

Pasir 0. 15 m/detik

Kerikil (gravel) 1.5 m/detik

Boulders 3.0 m/detik



Placer Mining: Dredging

Dredging adalah mesin tambang menerus yang ditemukan

pertamakali. Dredging adalah penggalian bawah air dari endapan placer.

Dredges dapat dikiasifikasikan sebagai berikut (TURNER, 1975)

1. Mekanik

1. Bucket line (endless chain of buckets revolving along ladder).

2. Bucket-wheel suction (buckets discharge in suction pipeline).

3. Dripper (showel, grapple, or dragfine mounted on barge).

2. Hidraulik

1. Suction (open intake suction line)

2. Cutter head (excavation by rotating cutter on suction line).

Gambar 6.2.

dredging hidrolik (Hartman, 1987)



Gambar 6.3.

Dredging mekanik (Hartman, 1987)



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 metoda ekstraksi aqueous dimana mineral

diperoleh biasanya di tempat dengan dilarutkan, dicairkan, dilu luhkan atau

slurrying meskipun beberapa persiapan atau eksploitasi di bawah tanah,

tetapi hampir semua operasi dilakukan di permukaan.

Pada borehole mining, air diinjeksikan melalu i lubang bor ke dalam

formasi mineral yang kemudian dilarutkan, dicairkan atau sluffies menjadi

mineral berharga dan d ipompakan ke permukaan melalu i lubang bor.

Kadang-kadang suatu reagen ditambahkan ke air, yang membentuk leaching

kimia.

Contoh mineral yang dapat dieksploitasi dengan borehole mining

adalah : Evaporit (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.

Solution Mining : Leaching

Leaching adalah ekstraksi kimia dari metal atau mineral dari ikatan

suatu cadangan bijih sebaik 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 suffida). Jika ekstraksi dilakukan di tempat mineral

tersebut maka dinamakan leaching insitu, dan bila dilakukan di tempat

penimbunan disebut leaching timbunan (heap leaching) yang dan termasuk

kategori metoda penambangan sekunder.

Leaching pada saat ini adalah proses kombinasi, karena ditambahkan

pada ekstraksi, hal itu dilengkapi benefication dalam tahap awal dari

pengolahan mineral (LASTRA, dan CHASE, 1984). Akibatnya, biaya produksi

cenderung relatif lebih rendah daripada metoda penambangan konvensional.

Sebagai perbandingan (Bhappu, 1982) menunjukkan 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 dibatasi pada tembaga dari

uranium, dengan emas dan perak dengan leaching timbunan. Studi

percobaan mengindikasikan bahwa banyak logam seperti mangan, emas-

perak, alumunium, dan cobalt-nikel, adalah kandidat utama untuk leaching

insitu (Porter et.al, 1982). Leaching insitu dari lignite juga sedang ditelit i

(Sadler dan Huang, 1981).



VII. PENGANTAR KESTABILAN LERENG

Kemantapan (stabilitas) lereng merupakan suatu faktor yang sangat

penting dalam pekerjaan yang berhubungan dengan penggalian dan

penimbunan tanah, batuan dan bahan galian, karena menyangkut persoalan

keselamatan manusia (pekerja), keamanan peralatan serta kelancaran

produksi. Keadaan ini berhubungan dengan terdapat dalam bermacam-

macam jenis pekerjaan, misalnya pada pembuatan jalan, bendungan,

penggalian kanal, penggalian untuk konstruksi, penambangan dan lain-lain.

Dalam operasi penambangan masalah kemantapan lereng ini akan

diketemukan pada penggalian tambang terbuka, bendungan untuk cadangan

air kerja, tempat penimbunan limbah buangan (tailing disposal) dan

penimbunan bijih (stockyard). Apabila lereng-lereng yang terbentuk sebagai

akibat dari proses penambangan (pit slope) maupun yang merupakan sarana

penunjang operasi penambangan (seperti bendungan dan jalan) tidak stabil,

maka akan mengganggu kegiatan produksi. Dari keterangan di atas, dapat

dipahami bahwa analisis kemantapan lereng merupakan suatu bagian yang

penting untuk mencegah terjadinya gangguan terhadap kelancaran produksi

maupun terjadinya bencana yang fatal.

Dalam keadaan tidak terganggu (alamiah), tanah atau batuan

umumnya berada dalam keadaan seimbang terhadap gaya-gaya yang timbul

dari dalam. Kalau misalnya karena sesuatu sebab mengalami perubahan

keseimbangan akibat pengangkatan, penurunan, penggalian, penimbunan,

erosi atau aktivitas lain, maka tanah atau batuan itu akan berusaha untuk

mencapai keadaaan yang baru secara alamiah. Cara ini biasanya berupa

proses degradasi atau pengurangan beban, terutama dalam bentuk

longsoran-longsoran atau gerakan-gerakan lain sampai tercapai keadaaan

keseimbangan yang baru.

Pada tanah atau batuan dalam keadaan tidak terganggu (alamiah)

telah bekerja tegangan-tegangan vertikal, horisontal dan tekanan air dari



pori. Ketiga hal di atas mempunyai peranan penting dalam membentuk

kestabilan lereng. Sedangkan tanah atau batuan sendiri mempunyai sifat-

sifat fisik asli tertentu, seperti sudut geser dalam (angle of internal friction),

gaya kohesi dan bobot isi yang juga sangat berperan dalam menentukan

kekuatan tanah dan yang juga mempengaruhi kemantapan lereng. Oleh

karena itu dalam usaha untuk melakukan analisis kemantapan lereng harus

diketahui dengan pasti sistem tegangan yang bekerja pada tanah atau

batuan dan juga sifat-sifat fisik aslinya. Dengan pengetahuan dan data

tersebut kemudian dapat dilakukan analisis kelakuan tanah atau batuan

tersebut jika digali atau “diganggu”. Setelah itu, bisa ditentukan geometri

lereng yang diperbolehkan atau mengaplikasi cara-cara lain yang dapat

membantu lereng tersebut menjadi stabil dan mantap.

Dalam menentukan kstabilan atau kemantapan lereng dikenal istilah

faktor keamanan (safety factor) yang merupakan perbandingan antara gaya-

gaya yang menahan gerakan terhadap gaya-gaya yang menggerakkan tanah

tersebut dianggap stabil, bila dirumuskan sebagai berikut :

Dimana untuk keadaan :

• F > 1,0 : lereng dalam keadaan mantap

• F = 1,0 : lereng dalam keadaan seimbnag, dan siap untuk

longsor

• F < 1,0 : lereng tidak mantap

Jadi dalam menganalisis kemantapan lereng akan selalu berkaitan

dengan perhitungan untuk mengetahui angka faktor keamanan dari lereng

tersebut.

Ada beberapa faktor yang mempengaruhi kemantapan lereng, antara

lain :

• Penyebaran batuan

Penyebaran dan keragaman jenis batuan sangat berkaitan dengan

kemantapan lereng, ini karena kekuatan, sifat fisik dan teknis suatu jenis

Faktor kemanan (F) = gaya penahan / gaya penggerak



batuan berbeda dengan batuan lainnya. Penyamarataan jenis batuan

akan mengakibatkan kesalahan hasil analisis. Misalnya : kemiringan

lereng yang terdiri dari pasir tentu akan berbeda dengan lereng yang

terdiri dari lempung atau campurannya.

• Struktur geologi

Struktur geologi yang mempengaruhi kemantapan lereng dan perlu

diperhatikan dalam analisis adalah struktur regional dan lokal. Struktur ini

mencakup sesar, kekar, bidang perlapisan, sinklin dan antiklin,

ketidakselarasan, liniasi, dll. Struktur ini sangat mempengaruhi kekuatan

batuan karena umumnya merupakan bidang lemah pada batuan tersebut,

dan merupakan tempat rembesan air yang mempercepat proses

pelapukan.

• Morfologi

Keadaan morfologi suatu daerah akan sangat mempengaruhi kemantapan

lereng di daerah tersebut. Morfologi yang terdiri dari keadaan fisik,

karakteristik dan bentuk permukaan bumi, sangat menentukan laju erosi

dan pengendapan yang terjadi, menentukan arah aliran air permukaan

maupun air tanah dan proses pelapukan batuan.

• Iklim

Iklim mempengaruhi temperatur dan jumlah hujan, sehingga

berpengaruh pula pada proses pelapukan. Daerah tropis yang panas,

lembab dengan curah hujan tinggi akan menyebabkan proses pelapukan

batuan jauh lebih cepat daripada daerah sub-tropis. Karena itu ketebalan

tanah di daerah tropis lebih tebal dan kekuatannya lebih rendah dari

batuan segarnya.

• Tingkat pelapukan

Tingkat pelapukan mempengaruhi sifat-sifat asli dari batuan, misalnya

angka kohesi, besarnya sudut geser dalam, bobot isi, dll. Semakin tinggi

tingkat pelapukan, maka kekuatan batuan akan menurun.

• Hasil kerja manusia

Selain faktor alamiah, manusia juga memberikan andil yang tidak kecil.

Misalnya, suatu lereng yang awalnya mantap, karena manusia menebangi



pohon pelindung, pengolahan tanah yang tidak baik, saluran air yang

tidak baik, penggalian / tambang, dan lainnya menyebabkan lereng

tersebut menjadi tidak mantap, sehingga erosi dan longsoran mudah

terjadi.

Pada dasarnya longsoran akan terjadi karena dua sebab, yaitu naiknya

tegangan geser (shear strees) dan menurunnya kekuatan geser (shear

strenght).

Adapun faktor yang dapat menaikkan tegangan geser adalah

• Pengurangan penyanggaan lateral, antara lain karena erosi, longsoran

terdahulu yang menghasilkan lereng baru dan kegiatan manusia.

• Pertambahan tegangan, antara lain karena penambahan beban, tekanan

air rembesan, dan penumpukan.

• Gaya dinamik, yang disebabkan oleh gempa dan getaran lainnya.

• Pengangkatan atau penurunan regional, yang disebabkan oleh gerakan

pembentukan pegunungan dan perubahan sudut kemiringan lereng.

• Pemindahan penyangga, yang disebabkan oleh pemotongan tebing oleh

sungai, pelapukan dan erosi di bawah permukaan, kegiatan

pertambangan dan terowongan, berkurangnya/hancurnya material di

bagian dasar.

• Tegangan lateral, yang ditimbulkan oleh adanya air di rekahan serta

pembekuan air, penggembungan lapisan lempung dan perpindahan sisa

tegangan.

Sedangkan faktor yang mengurangi kekuatan geser adalah :

• Keadaan atau rona awal, memang sudah rendah dari awal disebabkan

oleh komposisi, tekstur, struktur dan geometri lereng.

• Perubahan karena pelapukan dan reaksi kimia fisik, yang menyebabkan

lempung berposi menjadi linak, disinteggrasi batuan granular, turunnya

kohesi, pengggembungan lapisan lempung, pelarutan material penyemen

batuan

• Perubahan gaya antara butiran karena pengaruh kandunga air dan

tekanan air pori.



• Perubahan struktur, seperti terbentuknya rekahan pada lempung yang

terdapat di tebing / lereng.

Geometri Jenjang (Bench Dimension)

Sebelum mengetahui beberapa pendapat mengenai dimensi jenjang,

perlu diketahui istilah pada jenjang seperti terlihat di bawah ini.

Dalam penentuan gometri jenjang, beberapa hal yang

dipertimbangkan, antara lain :

o Sasaran produksi harian dan tahunan

o Ukuran alat mekanis yang digunakan

o Sesuai dengan ultimate pit slope

o Sesuai dengan kriteria slope stability

Beberapa pihak yang mengeluarkan pendapat mengenai dimensi jenjang,

antara lain :

- Head Quarter of US Army (Pits and Quarry Technical Bulletin No 5-352)

- Lewis (Elements of Mining)

- L. Shevyakov (Mining of Mineral Deposits)



- Melinkov dan Chevnokov (Safety in Open Cast Mining)

- Popov (The Working of Mineral Deposit)

- Young (Elements of Mining)

- E. P. Pfeider (Surface Mining)

- Head Quarter of US Army (Pits and Quarry Technical Bulletin No 5-352)

- WbGLsWtYWmin ++++=

dimana :

Wmin : Lebar jenjang minimum (m)

Y : Lebar yang disediakan untuk pengeboran (m)

Wt : Lebar yang disediakan untuk alat-alat (m)

Ls : Panjang power shovel tanpa boom (m)

G : Radius lantai kerja yang terpotong oleh shovel (m)

Wb : Lebar untuk broken material (m)

- Lewis (Elements of Mining)

Tinggi jenjang sebagai berikut :

o Untuk hidraulicking yang baik adalah 20 ft dan maksimum 60 ft

o Untuk dredging kedalaman ideal antara 50 ft – 80 ft, tetapi ada yang

sampai 130 m

o Untuk Open-cut antara 12 ft – 75 ft; yang baik 30 ft. Sedangkan

untuk tambang bijih dapat mencapai 225 ft. Lebar jenjang

disesuaikan dengan loading track, daerah operasi power shovel serta

untuk peledakan. Lebarnya antara 20 ft – 75 ft, umumnya 50 ft dan

idealnya 30 ft.

- L. Shevyakov (Mining of Mineral Deposits)

Lebar jenjang tergantung pada metode penggalian dan kekerasan

bahan galian yang ditambang.

o Untuk Material Lunak

21 LLLRo1,50)s.d(1,00B +++=



dimana :

B : Lebar jenjang (m)

Ro : Digging radius dari alat muat (m)

L : Jarak antara sisi jenjang dengan rel (3 – 4 m)

L1 : Lebar lori (1,75 – 3,00 m)

L2 : Jarak untuk menjaga agar tidak longsor (m)

o Untuk Material Keras

21 LLLNB +++=

dimana :


N : Lebar yang dibutuhkan untuk broken material (m)

Disini tidak disediakan lebar untuk alat gali / muat, karena

dianggap alat muat bekerja disamping broken material

- Melinkov dan Chevnokov (Safety in Open Cast Mining)

o Untuk Lapisan yang lunak (soft strata)

LCC2RB 1 +++=

dimana :


R : Digging radius dari alat muat (m)

C : Jarak sisi jenjang atau broken material ke garis tengah rel (m)

L : lebar yang disediakan untuk faktor keamanan, biasanya

sebesar dump-truck (m)

o Untuk Lapisan yang lunak (soft strata)

ALCCaB 1 ++++=

dimana :


a : Lebar untuk broken material (m)

A : Lebar pemotongan pertama (m)

- Popov (The Working of Mineral Deposit)

a. Tinggi jenjang dan kemiringannya



i) Kemiringan jenjang tergantung pada kandung air pada bahan

galian; bila relatif kering biasanya memungkinkan kemiringan

jenjang yang besar.

ii) Umumnya tinggi jenjang berkisar antara 12 – 15 m dengan

kemiringan :

- untuk batuan beku : 70o – 80o

- untuk batuan sedimen : 50o – 60o

- untuk batuan ledge dan pasir kering : 40o – 50o

- untuk batuan yang argilaceous : 35o – 45o

b. Lebar jenjang

Lebar jenjang antara 40 – 60 m, biasanya juga dibuat antara 80 –

100 m jika memakai multi row bore-hole. Lebar minimum untuk

batuan keras :

BLCCArV 1 ++++=

dimana :

Vr : Lebar jenjang minimum (m)

A : Lebar untuk broken material (m)

C : Jarak sisi timbunan ke sisi tengah rel (m)

C1 : Setengah lebar lori (m)

B : Lebar endapan yang diledakkan (6 – 12 m)

L : Lebar yang disediakan untuk menjamin ekstraksi endapan

pada jenjang di bawahnya

- Young (Elements of Mining)

o Tinggi jenjang

- untuk tambang bijih besi : 20 – 40 ft

- untuk tambang bijih tembaga : 30 - 70 ft

- untuk limestone : s.d. 200 ft

o Lebar jenjang : 50 – 250 ft

o Kemiringan jenjang : 45o – 65o

- E. P. Pfeider (Surface Mining) x

m SFLL +=



dimana :

L : Tinggi jenjang (m)

Lm : Maximum cutting height dari alat-muat (m)

SF : Swell Factor (m)

x = 0,33 untuk cara corner cut

= 0,50 untuk cara box cut



VIII. SISTEM PENYALIRAN

Secara garis besar, sistem penyaliran (sering pula disebut : pengawairan)

dibagi menjadi dua golongan besar, yaitu :

- Sistem Penyaliran Langsung (Konvensional)

- Sistem Penyaliran Tak Langsung (Inkonvensional)

8.1 SISTEM PENYALIRAN LANGSUNG (KONVENSIONAL)

Adalah sistem penyaliran dengan cara mengeluarkan (memompa) air

yang sudah masuk ke dalam tambang. Sistem ini dapat dibagi dua lagi,

menjadi :

- Penyaliran dengan terowongan (tunnel) atau terowongan buntu (adit)

Cara penyaliran ini hanya bisa diterapkan pada tambang yang terletak

di daerah pegunungan atau berbentuk bukit. Air yang masuk ke dalam

tambang dikeluarkan dengan cara mengalirkan air dari dasar tambang

melalu i terowongan keluar tambang.

- Penyaliran dengan sumuran (sump)

Cara penyaliran in i sangat umum diterapkan di tambang terbuka. Air

yang masuk ke dalam tambang dikumpulkan ke suatu sumuran yang

biasanya dibuat di dasar tambang dan dari sumuran tersebut air

dipompa keluar tambang.



8.2. SISTEM PENYALIRAN TAK LANGSUNG (INKONVENSIONAL)

Adalah sistem penyaliran dengan cara mencegah masuknya air ke dalam

tambang. Adapun cara yang dapat dilakukan pada preventive drainage

system ini adalah dengan membuat beberapa lubang bor di bagian luar

daerah penambangan atau di jenjang-jenjang, kemudian daeri lubang-

lubang tersebut air dipompa keluar tambang.

Penyaliran tak langsung ini dapat dilakukan dengan beberapa macam cara,

antara lain :

- Siemens methods

Ke dalam lubang bor dimasukkan casing yang bertujuan agar air mudah

masuk kedalam pipa. Kerugian cara in adalah banyak pipa yang

digunakan dan kedalaman lubang bor harus melebihi tinggi bench. Jadi

biaya akan lebih besar karena disamping biaya pipa juga biaya

pemboran.



- Small pipe with vacuum pump

Lubang bor dibuat dengan diameter 6 – 8 inch, lubang tidak diberi

casing, tetapi dimasukkan dengan pipa berdiameter 2 – 2,5 inch. Pasir

dimasukkan sebagai saringan sehingga yang masuk adalah material

yang larut dalam air. Melalu i small pipe ini lubang bor dibuat vakum

dengan menggunakan pompa.

- Deep well pump method

Digunakan untuk material yang mempunyai permeabilitas tendah dan

bench yang tinggi. Lubang bor dibuat dengan diameter 6 inch,

kemudian dipasang casing. Pompa dimasukkan ke dalam lubang bor

(submercible pump) yang digerakkan dengan listrik. Pompa ini ada

yang otomatis, jika tercelup ke dalam air, maka mesin pompa akan

hidup dengan sendirinya.



- Electro osmosis method

Merupakan cara terbaru dan biasanya digunakan pada daerah yang

mempunyai permeabilitas sangat kecil. Lubang bor dibuat dengan

diameter 3 – 5 inch dan 1 – 3 inch, kemudian masukkan casing pipe.

Prinsip yang digunakan adalah prinsip elektrolisa. H+ akan mengalir

menuju katoda sehingga terjadi netralisasli H+ dengan OH- dan

membentuk H2O (air). Kemudian air yang telah terkumpul ini d ipompa

keluar, dimana sebelumnya tidak terdapat air.

Hubungan antara permeabilitas dengan cara penyaliran dapat dilihat

pada tabel berikut :

*) : menunjukkan ukuran butir (grain size) **) : satuan dalam cm3/detik

tambang terbuka pdf

Documents