Tambang Bawah Tanah PDF

Preview

Summary

No Kode: DAR2/Profesional/001/2018 PENAMBANGAN Modul 2: Penambangan Bawah Tanah Tim Penyusun: Drs. Odih Supratman, ST., MT. PPG DALAM JABATAN KEMENTERIAN RISET, TEKNOLOGI DAN PENDIDIKAN TINGGI 2018 KATA PENGANTAR Puji dan syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT, Tuhan Yang Maha Esa, karena h anya ...

Description

No Kode: DAR2/Profesional/001/2018

PENAMBANGAN Modul 2: Penambangan Bawah Tanah

Tim Penyusun: Drs. Odih Supratman, ST., MT.

PPG DALAM JABATAN KEMENTERIAN RISET, TEKNOLOGI DAN PENDIDIKAN TINGGI

2018

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT, Tuhan Yang Maha Esa, karena h anya atas karunia dan rahmat-Nya, penyusunan Bahan Ajar Program Keahlian Geologi Pertambangan dapat diselesaikan dengan baik. Penyusunan Bahan Ajar ini dilakukan untuk memberikan pembenaran secara akademis dan sebagai landasan pemikiran dari materi pokok Penambangan yang terdiri dari empat Kegiatan Pembelajaran (1) Tambang Terbuka, (2) Tambang Bawah Tanah dan (3) Reklamasi Bekas Tambang. Penyusunan bahan ajar ini didasarkan pada hasil kajian dan diskusi terhadap substansi materi muatan yang terdapat di berbagai pelaksanaan perkembangan di bidang Geologi Pertambangan. Adapun penyusunannya dilakukan berdasarkan pengolahan dari hasil eksplorasi studi kepustakaan, pendalaman materi secara komprehensif dengan para praktisi dan pakar di bidangnya, serta diskusi internal tim yang dilakukan secara intensif. Kelancaran proses penyusunan Bahan Ajar ini tentunya tidak terlepas dari keterlibatan dan peran seluruh Tim Penyusun, yang telah dengan penuh kesabaran, ketekunan, dan tanggung jawab menyelesaikan apa yang menjadi tugasnya. Untuk itu, terima kasih atas ketekunan dan kerjasamanya. Semoga Bahan Ajar ini bermanfaat bagi pembacanya.

Bandung,

April 2018

Tim Penyusunan

i

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ...................................................................................................i DAFTAR ISI................................................................................................................ ii DAFTAR GAMBAR .................................................................................................. iii DAFTAR TABEL........................................................................................................iv KEGIATAN BELAJAR 1: PENAMBANGAN BAWAH TANAH ............................ 5 A.

PENDAHULUAN ..................................................................................... 6 1. Deskripsi Mata Kegiatan ...................................................................... 6 2. Relevansi Mata Kegiatan ...................................................................... 8 3. Petunjuk Belajar .................................................................................... 8

B.

CAPAIAN PEMBELAJARAN ................................................................. 8

C.

SUB CAPAIAN PEMBELAJARAN ........................................................ 9

D.

URAIAN MATERI .................................................................................... 9 1. Open Stope Methodes ......................................................................... 15 2. Supported Stope Methodes ................................................................. 21 3. Caving method .................................................................................... 25

E.

RANGKUMAN ....................................................................................... 30

F.

TUGAS .................................................... Error! Bookmark not defined.

G.

TES FORMATIF ..................................... Error! Bookmark not defined.

H.

DAFTAR PUSTAKA .............................................................................. 32

I.

KUNCI JAWABAN TES FORMATIF ... Error! Bookmark not defined.

ii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1. Sistem penambangan bawah tanah (Britannica Inc, 2007) ........................ 9 Gambar 2. Sistem Gophering Coyoting ..................................................................... 17 Gambar 3. Sistem Glory Hole.................................................................................... 18 Gambar 4. Sistem Shrinkage Stoping ........................................................................ 19 Gambar 5. Sistem Sublevel Stoping ........................................................................... 20 Gambar 6. Sistem Shrink and Fill Stoping ................................................................ 21 Gambar 7. Cut and Fill Stoping ................................................................................. 22 Gambar 8. Sistem Square Set Stoping ....................................................................... 23 Gambar 9. Sistem Stull Stoping ................................................................................. 24 Gambar 10. Sistem Caving ........................................................................................ 25

\

iii

DAFTAR TABEL

Tabel 1. Klasifikasi metode penambangan

12

iv

BIDANG KAJIAN PENAMBANGAN Modul 2 Kegiatan Belajar Penambangan Bawah Tanah Selamat datang di Mata Kegiatan Belajar (Modul) Penambangan Bawah Tanah. Kita bersama-sama akan membahas tentang definisi metode penambangan bawah tanah, jenisjenis metode penambangan bawah tanah, dan keunggulan serta kekurangan dari metode penambangan bawah. Modul berjudul penambangan bawah tanah ini merupakan bagian dari kajian penambangan yang wajib dipahami oleh peserta PPG bidang keahlian geologi pertambangan.

5

KEGIATAN BELAJAR 2: PENAMBANGAN BAWAH TANAH

A. PENDAHULUAN 1. Deskripsi Mata Kegiatan Ilmu pertambangan merupakan salah satu cabang ilmu pengetahuan yang meliputi pekerjaan penyelidikan, pencarian, studi kelayakan, persiapan penambangan, penambangan, pengolahan dan penjualan mineral-mineral atau batuan yang memiliki arti ekonomis (berharga). Teknik penambangan merupakan ilmu untuk menentukan metode rencana dan perancangan suatu tambang berdasarkan hasil penyelidikan, studi kelayakan dan hasil eksplorasi mineral-mineral. Tujuan dari pemilihan metode perencanaan tambang yaitu: 1. Memudahkan menambang badan bijih sehingga meminimalkan biaya produksi persatuan berat logam. 2. Mengupayakan operasi penambangan berjalan nyaman (lebar jalan dan jalan masuk). 3. Mengupayakan selalu tersedia singkapan bijih untuk mencegah kesalahan data eksplorasi. 4. Memaksimalkan rancangan lereng pit sehingga memperkecil kemungkinan terjadi kelongsoran. 5. Selalu siap terhadap perubahan strip tanpa pengerahan peralatan, tenaga, maupun jadwal produksi. 6. Operasi berjalan logis sejak awal penjadwalan (pelatihan tenaga, peralatan, logistik, dll). Hal ini untuk memperkecil resiko penundaan posisi cash flow positif. 7. Mengupayakan tercapainya keuntungan ekonomi pada kondisi produksi yang wajar dan mengupayakan COG alternatif.

6

Urutan keseluruhan kegiatan di pertambangan modern dilakukan dengan lima tahapan dalam perencanaan tambang yaitu: prospeksi (prospecting), eksplorasi (exploration), pengembangan (development), eksploitasi (exploitation), dan reklamasi (reclamation). Prospeksi dan eksplorasi, prekursor untuk penambangan, biasanya terkait dan terkadang dapat digabungkan. Ahli geologi dan insinyur pertambangan sering berbagi tanggung jawab untuk dua tahap ini, para ahli geologi lebih terlibat dalam tahap awal, sedangkan insinyur pertambangan lebih banyak terlibat pada tahap akhir. Demikian juga, pengembangan dan eksploitasi adalah tahapan yang saling berkaitan; kedua tahap ini dapat dipertimbangkan sebagai tahapan utama dalam penambangan dan merupakan bidang utama dari insinyur pertambangan. Penutupan (closure) dan reklamasi lokasi tambang telah menjadi bagian penting dari siklus hidup tambang karena tuntutan masyarakat untuk lingkungan yang lebih bersih dan undang-undang yang lebih ketat yang mengatur pengabaian suatu tambang. Keseluruhan proses pengembangan tambang dengan pemanfaatan lahan di masa mendatang disebut sebagai pembangunan berkelanjutan. Secara garis besar metode penambangan dikelompokkan menjadi 3, yaitu: 1. Tambang terbuka (surface mining) adalah metode penambangan yang segala kegiatan atau aktivitas penambangannya dilakukan di atas atau relatif dekat dengan permukaan bumi, dan tempat kerjanya berhubungan langsung dengan udara luar. 2. Tambang dalam/tambang bawah tanah (underground mining) adalah metode penambangan yang segala kegiatan atau aktivitas penambangannya dilakukan di bawah permukaan bumi, dan tempat kerjanya tidak langsung berhubungan dengan udara luar. 3. Tambang bawah air (underwater mining) adalah metode penambangan yang kegiatan penggaliannya dilakukan di bawah permukaan air atau endapan mineral berharganya terletak di bawah permukaan air.

7

2. Relevansi Mata Kegiatan Teknik penambangan merupakan suatu pekerjaan akhir dari kajian geologi pertambangan ini. Dari pengetahuan awal mengenai batuan dan mineral, Geologi Struktur kemudian dilanjutkan oleh pemetaan eksplorasi, semuanya bermuara ke Teknik penambangan. Teknik penambangan merupakan hal yang kompleks yang berhubungan baik sebelum maupun saat serta setelah penambangan. Teknik penambangan digunakan saat proses menemukan dan menentukan suatu sumber daya mineral atau bahan galian dengan melakukan studi data sekunder dan pengukuran menggunakan metode eksplorasi lansung maupun tidak langsung

3. Petunjuk Belajar Agar kita berhasil dengan baik dalam mempelajari bahan ajar ini berikut beberapa petunjuk yang dapat anda ikuti: a. Bacalah dengan cermat bagian pendahuluan modul ini sampai anda memahami secara tuntas, untuk apa, dan bagaimana mempelajarinya. b. Tangkaplah makna dari setiap konsep yang dibahas dalam modul ini melalui pemahamam sendiri dan tukar pikiran dengan teman anda. c. Upayakan untuk dapat membaca sumber-sumber lain yang relevan untuk menambahkan wawasan anda menjadikan perbandingan jika pembahasan dalam modul ini masih dianggap kurang. d. Mantapkan pemahaman anda dengan latihan dalam modul dan melalui kegiatan diskusi dengan mahasiswa atau dosen.

B. CAPAIAN PEMBELAJARAN  Mampu menganalisis pemilihan metode penambangan bawah tanah

8

C. SUB CAPAIAN PEMBELAJARAN  Mengetahui definisi metode penambangan bawah tanah  Memahami metode penambangan bawah tanah  Mampu memahami dalam memilih jenis metode penambangan bawah tanah

D. URAIAN MATERI Tambang tambang bawah tanah (underground mining) adalah metode penambangan yang segala kegiatan atau aktivitas penambangannya dilakukan di bawah permukaan bumi, dan tempat kerjanya tidak langsung berhubungan dengan udara luar.

Gambar 1. Sistem penambangan bawah tanah (Britannica Inc, 2007) Pemilihan metode penambangan pada awalnya didasarkan pada letak endapan relatif terhadap permukaan dangkal/dalam dan setelahnya mengacu pada keuntungan terbesar yang akan diperoleh serta mempunyai perolehan tambang yang terbaik dengan memperhatikan karakteristik unik di daerah yang akan ditambang (meliputi: alam, geologi, lingkungan, dll).

9

Faktor-faktor yang mempengaruhi pemilihan metode tambang adalah sebagai berikut: 1. Karakteristik spasial dari endapan Faktor ini bisa jadi penentu terpenting dalam pemilihan metode tambang karena sangat mempengaruhi dalam pemilihan suatu daerah yang akan ditambang dengan cara tambang terbuka atau tambang bawah tanah, laju produksi, pemilohan metode penanganan material dan lay-out tambang seperti: 

Ukuran (dimensi: tebal dan penybaran)



Bentuk (tabular, lentikular, massiv atau irregular)



Attidute (inklinasi dan dip)



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

2. Kondisi geologi dan hidrogeologi Karakteristik geologi dari mineral dan batuan induknya sangat mempengaruhi pemilihan metode penambangan, khususnya dalam pemilihan antara metode selektif atau tidak. Hidrologi mempengaruhi sisten drainase dan pompa yang diperlukan sedangkan mineralogy mempengaruhi cara pengolahan mineral. Berikut adalah hal-hal yang harus diperhatikan untuk kondisi geologi dan hidrogeologi: 

Mineralogi dan petrogafi (sulfida dan oksida)



Komposisi kimia dan kwalitas (bahan tambang primer dan produk samping, by product, untuk batu bara: CV, TM, Ash, S)



Struktur geologi (lipatan, patahan, diskontiniu, itrusi)



Bidang lemah (kekar, retakan, cleavage dalam endapan bijih atau cleats dalam batu bara)



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



Air tanah dan hidrologi

3. Sifat-sifat geoteknik (mekanika tanah dan batuan) Sifat mekanis dari material endapan dan batuan sekitarnya merupakan faktor kunci dalam pemilihan peralatan pada tambang terbuka sedangkan pada tambang bawah tana hal ini berpengaruh pada kelas metode yang dipilih

10

seperti unsupported, supported, atau caving. Berikut adalah hal-hal yang jadi pertimbangan dari sifat geoteknik untuk pertambangan: 

Sifat elastik (kekuatan, modulus elastisitas, kekakuan, dll)



Perilaku elastik atau viskoelastik (flow, creep)



Keadaan tegangan (tegangan awal, induksi)



Konsolidasi, kompaksi, dan kompetensi



Sifat-sifat fisik lainnya (berat isi, specific gravity, angka pori, porositas, permeabilitas, kadar air)

4. Konsiderasi ekonomi Faktor ini mempengaruhi hasil, investasi, aliran kas, masa pengembalian dan keuntungan. Berikut adalah hal-hal yang mempengaruhi kondisi ekonomi pertambangan: 

Cadangan (tonase dan kadar / kwalitas)



Laju produksi (produksi per satuan waktu)



Umur tambang



Produktivitas

(produksi

per satuan

pekerja

dan waktu,

missal

ton/karyawan-shift) 

Perbandingan ongkos penambangan untuk metode penambangan yang cocok

5. Faktor teknologi Berikut adalah hal-hal yang berkaitan dengan faktor teknologi dalam pemilihan metode penambangan: 

Perolehan tambang (mine recovery)



Dilusi (jumlah waste yang dihasilkan dengan bijih / batubara)



Kefleksibelan metode dengan perubahan kondisi



Selektivitas metode untuk batubara dan waste



Konsentrasi atau disperse dari pekerjaan



Modal, pekerja, dan intensitas mekanisasi

11

6. Faktor lingkungan Berikut adalah hal-hal yang berkaitan dengan faktor lingkungan dalam pemilihan metode penambangan: 

Kontrol bawah tanah



Penurunan permukaan tanah (subsidence)



Kontrol atmosfir (kontrol kwalitas, kontrol panas dan kelembaban, serta untuk tambang bawah tanah: ventilasi)



Kekuatan pekerja (pelatihan, recruitment, kondisi kesehatan dan keselamatan kerja, kehidupan dan pemukiman)

Klasifikasi metode menurut Hartman (1987) dapat dilihat pada tabel di bawah ini: Tabel 1. Klasifikasi metode penambangan

12

Syarat-syarat penerapan tambang bawah tanah, prinsip pokok eksploitasi tambang bawah tanah adalah memilih metode penambangan yang paling cocok dengan keunikan karakter (sifat alamiah, geologi, lingkungan, dll) endapan mineral dan batuan yang akan ditambang, dengan memperhatikan batasan tentang keamanan, teknologi dan ekonomi. Batasan keekonomian berarti bahwa dengan biaya produksi yang rendah tetapi diperoleh keuntungan pengembalian yang maksimum (return the maximum profit ataupun rate of return ROR) serta lingkungan. Untuk menentukan tambang bawah tanah harus memperhatikan: 1. Karakteristik penyebaran deposit atau geometri deposit (massive, vein, disseminated, tabular, platy, sill, dll) 2. Karakteristik geologi dan hidrologi (patahan, sesar, air tanah, permeabilitas) 3. Karakteristik geoteknik (kuat tekan, kuat tarik, kuat geser, kohesi, Rock Mass Rating, Q-System, dll) 4. Faktor-faktor teknologi (hadirnya teknologi baru, penguasaan teknologi, Sumber Daya Manusia, dll) 5. Faktor lingkungan (limbah pencucian, tailing, amblesan, sedimentasi, dll). Jenis-jenis pekerjaan pada tambang bawah anah antara lain: 1. Penyiapan sarana dan prasarana di permukaan 2. Penyiapan sarana dan pekerjaan bawah tanah, meliputi: a.

Pembuatan jalan masuk utama (main acces pada primary development)

b.

Pembuatan lubang-lubang sekunder dan tersier (secondary development dan tertiary development)

3. Kegiatan eksploitasi: breaking (loosening) dengan pemboran dan peledakan, pemuatan (loading), pengangkutan (hauling, transporting) 4. Penanganan dan operasi pendukung: penyanggaan, penerangan, ventilasi, penirisan, keselamatan kerja, dll).

13

Tahap utama dalam metode tambang bawah tanah terdapat dua tahap utama dalam metode tambang bawah tanah yaitu development (pengembangan) dan production (produksi). Pada tahap development, semua yang digali adalah batuan tak berharga. Tahap development termasuk pembuatan jalan masuk dan penggalian fasilitas-fasilitas bawah tanah lain. Sedangkan tahap production adalah pekerjaan menggali sumber bijih itu sendiri. Tempat bijih digali disebut stope (lombong). Disini uang mulai bisa dihasilkan. Dengan semua pekerjaan yang dilakukan di bawah tanah dengan panjang terowongan yang mencapai ribuan meter, maka diperlukan usaha khusus untuk mengalirkan udara ke semua sudut terowongan. Pekerjaan ini menjadi tugas tim ventilasi tambang. Selain mensuplai jumlah oksigen yang cukup, ventilasi juga mesti memastikan agar semua udara kotor hasil pembuangan alat-alat diesel dan gas beracun yang ditimbulkan oleh peledakan bisa segera dibuang keluar. Untuk memaksa agar udara mengalir ke terowongan, digunakanlah fan (kipas) raksasa dengan berbagai ukuran dan teknik pemasangan. Untuk menjaga kestabilan terowongan diperlukan pula penyangga-penyangga terowongan. Berbagai metode penyanggaan (ground support) telah dikembangkan. Penyanggaan yang optimal akan mendukung kelangsungan kinerja dan juga keselamatan semua pekerja. Akses pada penambangan bawah tanah mengacu pada metode pengambilan bahan mineral yang dilakukan dengan membuat terowongan menuju lokasi mineral tersebut. Berbagai macam logam bisa diambil melalui metode ini seperti emas, tembaga, seng, nikel, dan timbal. Karena letak cadangan yang umumnya berada jauh dibawah tanah, jalan masuk perlu dibuat untuk mencapai lokasi cadangan. Jalan masuk dapat dibedakan menjadi beberapa jenis yaitu:

14



Ramp, jalan masuk ini berbentuk spiral atau melingkar mulai dari permukaan tanah menuju kedalaman yang dimaksud. Ramp biasanya digunakan untuk jalan kendaraan atau alat-alat berat menuju dan dari bawah tanah.



Shaft, yang berupa lubang tegak (vertikal) yang digali dari permukaan menuju cadangan mineral. Shaft ini kemudian dipasangi semacam lift yang dapat difungsikan mengangkut orang, alat, atau bijih.



Adit, yaitu terowongan mendatar (horisontal) yang umumnya dibuat disisi bukit atau pegunungan menuju ke lokasi bijih.

Metode tambang bawah tanah terbagi mejadi beberapa metode sebagai berikut: 1. Open Stope Methodes 2. Supported Stope Methodes 3. Caving Methodes 4. Coal Mining Methodes Berdasarkan pembagian metode penambangan di atas, dapat kita ketahui bahwa penambangan metode penambangan batubara dipisahkan dari metode-metode yang lain. Hal ini dikarenakan: 

Batubara berupa lapisan sedimen.



Penyusunnya berupa Karbon, dan banyak mengandung Methane (gas beracun).

Selanjutnya, metode tambang bawah tanah tersebut dapat dijelaskan sebagai berikut: 1. Open Stope Methodes Open Stope Methodes adalah sistem tambang bawah tanah dengan ciri-ciri: <...