Kajian Geoteknik Untuk Penanganan Kelongsoran di Low Wall Pit T1 Site Sambarata, PT. Berau Coal, Kabupaten Berau, Kalimantan Timur PDF

Preview

Summary

451 PROSIDING TPT XX PERHAPI 2011 Kajian Geoteknik Untuk Penanganan Kelongsoran di Low Wall Pit T1 Site Sambarata, PT. Berau Coal, Kabupaten Berau, Kalimantan Timur David ONTOSARI, Sindu UMBORO1) dan Wandi2) 1) Geotechnical and Hydrological Engineer PT Berau Coal, 2) SMO Superintendent PT Berau Coal...

Description

451

PROSIDING TPT XX PERHAPI 2011 Kajian Geoteknik Untuk Penanganan Kelongsoran di Low Wall Pit T1 Site Sambarata, PT. Berau Coal, Kabupaten Berau, Kalimantan Timur 1)

David ONTOSARI, Sindu UMBORO1) dan Wandi2) Geotechnical and Hydrological Engineer PT Berau Coal, 2) SMO Superintendent PT Berau Coal.

Sari Pit T1 merupakan salah satu seri Pit T yang ada di Block B West, site Sambarata Mine Operation (SMO). Kegiatan penambangan di Pit T1 sudah dimulai sejak September 2010 dan penambangan tersebut masih berlangsung di tahun 2011 dengan total cadangan batubara adalah 445,000 Ton. Berdasarkan data rencana tambang seharusnya operasional penambangan akan selesai pada bulan Mei 2011 namun selama kegiatan penambangan mengalami beberapa kendala operasional diantaranya kendala geoteknik dan hidrologi pada low wall Pit T1 sehingga akan menyebabkan terjadinya penundaan. Kelongsoran yang terjadi pada tanggal 2 Oktober 2010 di area blok 3-4 adalah salah satu kendala geoteknik yang cukup mengganggu tahapan kegiatan penambangan. Terjadinya kelongsoran diakibatkan oleh geometri desain tambang yang tidak sesuai dengan kekuatan geser batuan yang ada di belakang Seam T1 yang tersusun oleh beberapa lapisan yang disebut bedding shear. Kehadiran bedding shear yang umumnya tersusun atas sheared lamination atau slickensided lamination pada mudstone dan carbonaceous mudstone berasosiasi dengan rembesan air tanah membentuk suatu bidang lemah yang berfungsi sebagai bidang gelincir yang menyebabkan terjadinya kelongsoran dengan mekanisme active – passive wedge (semi planar) di Pit T1 Block B West – SMO. Keywords: Low wall, Bedding shear, slickensided lamination, active – passive wedge Abstract Pit T1 is one of Pit T series within B West area, Sambarata Mine Operation (SMO) site. Mining activities at Pit T1 has been commenced since September 2010 and it's still continue to 2011 with measured remaining reserves are 445,000 Tons. Based on mine plan data, mining operation in this area should be finished in May 2011, but it has several operational obstacles such as geotechnical and hydrological problems on Pit T1's low wall which was making an operation delay time. Low wall failure on October 2nd 2010 at block 3-4 was a geotechnical problem which was an operational activity's obstacles. Low wall failure was caused by mine design geometry is not fulfill the criteria shear strength of low wall rock behind seam T. The material is carbonaceous mudstone consisted of thinly bedding and lamination called bedding shear. The existence of bedding shear comprise of sheared lamination and slickensided lamination in mudstone associated with water seepage were creating weak zones as failure plane as main factor of activepassive wedge (semi planar) in Pit T1 Blok B West SMO. Keywords: Low wall, Bedding shear, slickensided lamination, active – passive wedge

452

PENDAHULUAN Pit T1 terletak di area Tambang PT Berau Coal di Kabupaten Berau, Kalimantan Timur yakni di area Sambarata Mine Operation (SMO) di Blok B West. Secara umum area Tambang Sambarata Blok B West terbagi menjadi 4 pit yaitu Pit T1 di sebelah selatan dan menerus ke T2, T3 dan T4 di sebelah utara, saat ini Pit T1 dan T2 yang merupakan pit aktif. Dari interpretasi peta topografi, daerah ini berupa pegunungan bergelombang sedang – kuat yang terdiri dari bukit dan lembah yang menunjukkan adanya kemenerusan topografi baik dari sisi punggungan bukit maupun turunan lembah yang terbentuk. Interpretasi kemenerusan topografi ini sebagai panduan dalam penentuan struktur geologi yang lebih besar. Dari interpretasi ini dapat dipadukan dengan struktur-struktur minor yang teramati dan terukur di area pit. Data model geologi juga berperan besar dalam interpretasi model geologi secara menyeluruh. Dip litologi batubara di area tersebut mempunyai kecendrungan menegak dari Timur ke Barat, dengan dip litologi Pit T1 ±32°, Pit T2 ±33-34° , Pit T3 ±38° dan Pit T4 ±39° .

Gambar 1. Peta struktur dan geologi Sambarata Area Struktur geologi regional berupa lipatan yang terdapat pada daerah Sambarata block West merupakan lipatan monoklin (satu sayap) (lihat gambar 1). Arah umum dari lipatan ini adalah utara – selatan dengan jurus (strike) N 160º – 170º E, dengan kemiringan berkisar antara 33º – 45º E. Struktur geologi lokal yang berkembang adalah long joint sebagai bidang batas active – passive wedge dan laminated carbonaceous mudstone yang slickensided setebal 20 cm pada tiap ketebalan 4 – 5 m mudstone. Laminasi ini disebut sebagai bedding shear yang berpotensi sebagai

453

bidang lemah dan bidang kelongsoran akibat berasosiasi dengan air tanah.

Gambar 2. Struktur dan stratigrafi Sambarata Area Pit T1 adalah tambang yang dilakukan dengan cara open pit mining untuk memperoleh batubara dari seam T. Batuan yang melingkupi seam T (mineout dan overburden) adalah mudstone dan carbonaceous mudstone dengan dip perlapisan batuan 32-37º (blok 1-7) - 42º (blok 11-13). Tebal total mudstone di mineout secara stratigrafi adalah 28 m.

454

LATAR BELAKANG Terjadinya beberapa kelongsoran di Pit T1, diantaranya longsor yang terjadi pada tanggal 2 Oktober 2010 di blok 4, longsor yang terjadi pada tanggal 11 Oktober 2010 di blok 1 – 4 (meluas dari kelongsoran pertama) dan longsor yang terjadi pada minggu ke 2 Januari 2011 di blok 12 – 13 (lihat gambar 4, 5 dan 6).

Gambar 3. Peta lokasi longsor di Pit T1 blok 12-13 week 2 Januari 2011 Kelongsoran di area lowwall pit T1 tersebut telah menyebabkan terjadinya kerugian berupa loss time yang cukup besar. Pekerjaan yang dijadwalkan selesai dalam 2 minggu mengalami keterlambatan menjadi 1.5 bulan dan harus dilakukan investigasi geoteknik, pembuatan analisa dan rekomendasi geoteknik, perhitungan ulang cadangan dan revisi desain oleh Mine Plan serta pekerjaan untuk memperbaiki dan membersihkan area longsoran (lihat gambar 6). Selain dari sisi keterlambatan waktu dan sisi keamanan lereng tambang, juga muncul biaya tambahan untuk membersihkan dan membentuk desain revisi akibat longsor tersebut. TUJUAN/HASIL YANG DIHARAPKAN Tujuan yang diharapkan dari penelitian ini adalah untuk memberikan rekomendasi penanganan kelongsoran dan acuan revisi terhadap desain Pit T1, T2, T3 dan T4 di area blok B West secara keseluruhan, sehingga dapat mengurangi risiko kelongsoran serupa yang dapat terjadi di pit SMO dan pit lainnya yang memiliki karakter topografi, lithologi dan hidrologi hampir sama.

455

Gambar 4. Foto longsor pertama tanggal 2 Oktober 2010 di blok 4

Gambar 5. Foto longsor kedua tanggal 11 Oktober 2010 meluas dari blok 1 hingga blok 4

Gambar 6. Biaya besar untuk penanganan dan pembersihan longsoran

456

METODOLOGI Pit T1, T2, T3, dan T4 adalah rangkaian pit panjang yang mengambil seam T sebagai target utama. Jarak masing-masing pit tersebut kurang dari 100 m. Dengan lapisan batuan yang sama dan jarak relatif dekat, permasalahan longsor di pit T1 mungkin dapat terjadi juga di Pit T2, T3 maupun Pit T4. Dari sudut pandang data, ada kemungkinan juga data penting yang tidak terlihat di Pit T1 dapat terlihat di Pit T2, T3 maupun T4, sehingga pengambilan data dilakukan secara menyeluruh untuk memperoleh data yang lengkap dan komprehensif. a. Pengambilan Data Lapangan Pengambilan data lapangan berupa data geologi, yaitu perlapisan lithologi, dip perlapisan, struktur geologi yang muncul, hidrologi dan data lain yang mendukung untuk analisa. Pengambilan data ini sebagai informasi update terhadap data model dan mapping geologi yang telah ada sebelumnya. Dari hasil mapping lapangan, diperoleh data geometri dan kondisi lereng berupa steep dip tidak sesuai dengan geometri (tinggi) lereng dan tidak diikuti dengan shear strength batuan kuat, low wall desain awal adalah single slope mulai dari elevasi +50 hingga elevasi +13 tanpa adanya bentukan berjenjang dan tension crack teramati pada jarak 3 – 5 m dari crest lereng low wall. Selain data geometri dan kondisi lereng, juga diperoleh data kondisi batuan, berupa dip perlapisan batuan berkisar 32-37º (blok 1-7) - 42º (blok 11-13), dijumpai juga joint sebagai bidang batas active – passive wedging yang membatasi dan berpotongan terhadap lapisan bedding shear, material di belakang mine out adalah mudstone/siltstone clayey horizontal laminated dengan tebal 28 m dan terdapat bedding shear (lihat gambar 7). Bedding shear berada 3-5 m di belakang mineout dengan tebal bedding shear 20 cm. Bedding shear ini berupa bidang lemah dan berpotensi menjadi bidang kelongsoran jika berasosiasi dengan air tanah.

Gambar 7. Foto bedding shear dan sample bedding shear Dari sisi hidrologi, pada daerah ini dijumpai adanya seepage dari ceruk alami (gully) terinfiltrasi ke dalam low wall. Akibat infiltrasi air ini terdapat pengurangan kuat geser batuan dan menambah licin bedding shear. Genangan dan aliran air juga ditemui pada jarak 0 – 10 m sepanjang crop line sehingga menambah resapan air yang masuk ke dalam pit.

457

b. Data Hasil Laboratorium Data laboratorium berupa data unit weight, shear strength, cohesion dan internal friction diambil dari data pemboran geoteknik yang telah ada sebelumnya dan dikombinasikan dengan kondisi aktual data mekanika batuan disekitar longsoran berupa pemerian geometri joint dan roughness yang dikonversi ke dalam Geological Strength Index(GSI) Chart dan melakukan estimasi terhadap nilai compressive strength dari setiap lapisan batuan yang digunakan sebagai parameter batuan dalam analisa kestabilan lereng menggunakan software SLIDE. ANALISIS GEOTEKNIK Analisa geoteknik dilakukan melalui dua tahap utama yaitu back analysis untuk mengetahui nilai parameter batuan ketika longsor terjadi dan forward analysis untuk memodelkan kembali kestabilan lereng dengan parameter yang diperoleh dari analisa back analysis. Forward analysis dilakukan dengan kombinasi terhadap data GSI yang diperoleh dari data pengukuran defect di lapangan.

Gambar 8. Foto lokasi, section lithologi model geologi dan deskripsi bor geologi. a. Back Analysis Back analysis adalah analisa balik dengan memodelkan lereng pada kondisi longsor untuk memperoleh nilai parameter batuan. Back analysis dilakukan terhadap kondisi aktual awal saat longsor terjadi pada tanggal 2 dan 11 Oktober 2010 (lihat gambar 9). Dengan menggunakan software SLIDE dan pengaturan FS 1 pada tinggi lereng 21 m dan pembebanan blasting sebesar 0.08, diperoleh nilai parameter batuan sesuai pada gambar 9 dan table 1 (lihat gambar 9 dan table 1).

458

Gambar 9. Back analysis terhadap kelongsoran yang terjadi pada tanggal 2 dan 11 Oktober 2011.

Tabel 1. Parameter Material di Pit T1

b. Forward Analysis Forward analysis dilakukan berdasar parameter material yang diperoleh dari data back analysis. Selain menggunakan data parameter batuan dari hasil back analysis, juga digunakan data GSI (Geological Strength Index) sebagai parameter pembanding terhadap data back analysis. Data GSI digunakan untuk analisa dengan tipe strength Gen. Hoek-Brown. Dari hasil analisa diperoleh nilai FK 1.716 untuk ketinggian jenjang 10 m dan berm 5 m. Nilai FK 1.292 diperoleh untuk ketinggian jenjang 15 m dan berm 5 serta sudut 34o (lihat gambar 10).

Gambar 10. Analisa kestabilan lereng dengan tinggi jenjang 10 m dan 15 m.

459

KESIMPULAN 1. Kesimpulan dan rekomendasi yang dapat diambil dari analisa longsor di Pit T1 agar longsor tersebut tidak terjadi lagi baik di pit T1 maupun pit T yang lain adalah melakukan pengendalian dan pembuatan sistem manajemen air permukaan di sekitar area pit. 2. Melakukan revisi desain, berupa cut back dengan tinggi lereng maksimum 15 m, sudut lereng sesuai dip perlapisan batuan, dilakukan pembuatan catchberm antar bench selebar 5 m serta dibentuk berm pada batas antara lapisan soil dan bedrock. 3. Untuk lapisan residual soil dilakukan pembentukan desain geometri dengan tinggi tiap jenjang adalah 5 m dan re-sloping jenjang maksimum 30º. 4. Untuk formasi rawa dengan susunan tanah lempung lunak (soft soil) pada blok 15 - 33, dilakukan pembentukan desain geometri dengan tinggi tiap jenjang 3 m dan kemiringan maksimum 20o. 5. Berdasarkan hasil forward analysis untuk mendapatkan kondisi lereng yang acceptable secara geoteknik, lereng keseluruhan perlu dilandaikan dan elevasi muka air tanah (Ground Water Level – GWL) dijaga pada level 50% dibawah elevasi permukaan. 6. Direkomendasikan dilakukan trial bore hole untuk mengetahui kondisi hidrogeologi terutama elevasi permukaan air tanah setiap penurunan elevasi 30 m. Jika ditemukan adanya air tanah keluar dari trial bore hole tersebut yang mengindikasikan tingginya elevasi muka air tanah dan tekanan hidrostatis terhadap lereng, maka perlu dilakukan drain hole untuk mengeluarkan air tanah tersebut sehingga air tanah berada elevasi 50 % dari elevasi permukaan, sehingga tekanan air tanah tidak berada pada kondisi yang membahayakan kestabilan lereng. 7. Dikarenakan penyelidikan geoteknik pada Tambang Sambarata Blok B West masih terus dilakukan, maka di area ini akan terus dilakukan up-date terhadap geotechnical design criteria tersebut sehingga perubahan design criteria masih mungkin terjadi (Tabel 2).

Tabel 2. Geotechnical Design Criteria untuk desain Pit T2, T3 dan T4 Maksimum overall slope angle sangat bergantung terhadap ketinggian pit dan jumlah jenjang tunggal yang akan dibentuk.

460

PENUTUP Penulis tak lupa berterima kasih pada semua tim Geotechnical dan Hydrology PT Berau Coal, Departemen Mine Plan & Control, PT Berau Coal : Bapak Arya Nugraha dan Bapak Junebets Munthe, Geologist Evaluator PT Berau Coal : Bapak Martadi, Sambarata Mine Operation : Bapak Suhartono, Bapak Tomy Indarto, dan Bapak Mando Sirait, PT Madhani Talatah Nusantara sebagai kontraktor pelaksana pekerjaan tambang di area Blok B West, dan semua pihak yang mendukung terlaksananya penulisan makalah ini.

PUSTAKA Hoek, Evert and Bray, John, 1981, Rock Slope Engineering, Revised Third Edition, The Institution of Mining and Metallurgy, London.. Marinos, Paul; Hoek, Evert, 2000, GSI : A Geologically Friendly Tools for Rock Mass Strength Estimation. 2005, SlideTutorials V5 : 2D limit equilibrium slope stability, Rocscience Inc. Kiven, W. Chuck,1985, Peta Geologi Regional Berau, PT Berau Coal. Sulistianto, Budi dan Karyan Tri, Mei 2011, Laporan Hasil Kunjungan Lapangan, PT Berau Coal, PT LAPI - ITB...