Drainase Metan April [PDF]

Citation preview

MAKALAH VENTILASI TAMBANG “METHANE DRAINAGE”



Disusun Oleh : NAMA



: APRILLIANTO



NIM



: 03021281722078



KELAS



:B



KAMPUS



: INDRALAYA



JURUSAN TEKNIK PERTAMBANGAN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2020



KATA PENGANTAR



Segala puji bagi Allah SWT yang telah memberikan kami kemudahan sehingga kami dapat menyelesaikan makalah ini dengan tepat waktu. Tanpa pertolongan-Nya tentunya kami tidak akan sanggup untuk menyelesaikan makalah ini dengan baik. Shalawat serta salam semoga terlimpah curahkan kepada baginda tercinta kita yaitu Nabi Muhammad SAW yang kita nanti-natikan syafa’atnya di akhirat nanti. Kami mengucapkan syukur kepada Allah SWT atas limpahan nikmat sehat-Nya, baik itu berupa sehat fisik maupun akal pikiran, sehingga penulis mampu untuk menyelesaikan pembuatan makalah sebagai tugas dari mata kuliah Ventilasi Tambang dengan judul “Methane Drainage”. Kami tentu menyadari bahwa makalah ini masih jauh dari kata sempurna dan masih banyak terdapat kesalahan serta kekurangan di dalamnya. Untuk itu, Kami mengharapkan kritik serta saran dari pembaca untuk makalah ini, supaya makalah ini nantinya dapat menjadi makalah yang lebih baik lagi. Kemudian apabila terdapat banyak kesalahan pada makalah ini penulis mohon maaf yang sebesarbesarnya. Demikian, semoga makalah ini dapat bermanfaat. Terima kasih.



Inderalaya, 22 Maret 2020



BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Batubara memiliki kemampuan menyimpan gas dalam jumlah yang banyak, karena permukaannya mempunyai kemampuan mengadsorpsi gas. Meskipun batubara berupa benda padat dan terlihat seperti batu yang keras, tapi di dalamnya banyak sekali terdapat pori-pori yang berukuran lebih kecil dari skala mikron, sehingga batubara ibarat sebuah spon. Kondisi inilah yang menyebabkan permukaan batubara menjadi sedemikian luas sehingga mampu menyerap gas dalam jumlah yang besar. Jika tekanan gas semakin tinggi, maka kemampuan batubara untuk mengadsorpsi gas juga semakin besar. Gas yang terperangkap pada batubara sebagian besar terdiri dari gas metana, sehingga secara umum gas ini disebut dengan Coal Bed Methane atau disingkat CBM. Dalam klasifikasi energi, CBM termasuk unconventional energy (peringkat 3), bersama-sama dengan tight sand gas, devonian shale gas, dan gas hydrate. High quality gas (peringkat 1) dan low quality gas (peringkat 2) dianggap sebagai conventional gas. 1.2 Rumusan Masalah Jelaskan apa yang dimaksud dengan Methane Drainage dalam pengolahan gas metana batubara, beserta cara dan skema drainase gas metana pada tambang batubara baik pada saat pra penambangan, saat proses penambangan berlangsung, dan pada saat pasca penambangan secara merinci dan jelas. 1.3 Tujuan Agar mahasiswa didik dapat menjelaskan dan mengetahui bagaimana proses drainase gas metan pada saat pra penambangan, saat proses penambangan berlangsung, dan saat pasca tambang beserta skema drainasenya serta metode drainasenya.



BAB II ISI 2.1 Methane Drainage Methane Drainage adalah metode pemisahan gas metana yang tidak terpakai dalam tambang yang mana gas metan yang kita ketahui adalah gas yang bersifat eksplosif dan dapat mencangam nyawa manusia dan tentunya produksi batubara tersebut. Maka dari itu harus dilakukan methane drainage pada saat pra penambangan, saat penambangan, dan juga pasca penambangan agar tidak terjadi ledakan gas metan yang membahayakan pada 3 tahap yang sudah di sebutkan tadi. Tahap Pra Penambangan Pengkajian lengkap tentang kebutuhan drainase metana sebelum pembangunan tambang pada umumnya membutuhkan baik pendekatan empiris dan teoritis. Jika ada tambang-tambang aktif pada wilayah umum dengan kondisi geologis dan karakteristik batu bara yang serupa, sebuah kajian persoalan gas dalam tambang tersebut menyediakan sudut pandang awal ke dalam tingkatan emisi gas yang diperkirakan di lokasi baru. Selain itu, metode yang relatif sederhana ada untuk menentukan kandungan gas in situ (volume gas per unit berat batu bara) lapisan batu bara dalam wilayah penambangan tertentu, serta gas di tempat (volume gas dalam lapisan batu bara dalam wilayah geografis yang dimaksud). Analisis produksi menurunkan kecenderungan lubang bor drainase metan pra-penambangan pada daerah yang dimaksud, ketika digabungkan dengan pengukuran gas di tempat, dapat memberikan pengukuran yang cukup akurat volume gas yang tersisa dalam lapisan batu bara dan yang tersedia untuk dialirkan ke lingkungan penambangan. Metode ini diterima secara luas dalam industri gas alam karena kemudahan penerapannya dan hanya memerlukan riwayat produksi gas dari sumur yang ada. Namun, kebalikan dari resevoir gas konvensional, biasanya memerlukan waktu yang lama (mungkin setahun atau lebih lama) bagi lubang bor metan lapisan batu bara agar menunjukkan penurunan produksi. Untuk itu, mungkin ada penundaan lama sebelum data bisa dianalisa. Juga, jarak lubang bor, pembentukan permeabilitas, sifat desorpsi batu bara, dan masalah produksi yang tidak berkaitan dengan reservoir bisa memengaruhi riwayat produksi. Untuk setiap gas yang keluar pada saat penambangan batubara akan sangat membahayakan sehingga diperlukan pengontrolan gas  yang kontinyu. Dengan melihat bahwa komposisi coal seam gas sebagian besar terdiri atas gas Methane (CH4) yang sebenarnya gas ini sangat besar manfaatnya dan untuk menghindari kemungkinan bahaya yang terjadi saat kegiatan penambangan bawah tanah akan lebih baik apabila gas ini dapat diambil sebelum kegiatan penambangan dimulai. Drainase metan pra-penambangan. Teknik-teknol diklasifikasikan secara luas menjadi empat kategori:



drainase



pra-penambangan



bisa



1. Lubang pengeboran horizontal dalam lapisan: Pekerjaan awal dalam drainase metan pra-penambangan dilakukan menggunakan lubang pengeboran horizontal dalam lapisan [Spindler and Poundstone 1960]. Keberhasilan teknik tersebut didasarkan pada permeabilitas lapisan batu bara yang baik (≥5 mD). Teknik pengeboran horizontal dan penerapannya terhadap degasifikasi lapisan



batu bara didokumentasikan dengan baik dalam buku literatur [Thakur and Davis 1977; Thakur and Poundstone 1980; Thakur et al. 1988]. 2. Lubang pengeboran vertikal atau miring dalam tambang: Lubang pengeboran panjang atau vertikal yang pendek telah dibor dari tambang yang ada (atau jalur yang dimaksudkan atas tujuan ini) untuk memotong lapisan batu bara lain dalam ruang emisi gas, memperkenankan lapisan tersebut di-degasifikasi sebelum penambangan. 3. Sumur rekahan vertikal: Sumur rekahan vertikal idealnya sesuai dengan lapisan batu bara yang sangat mengandung gas, berjarak dalam dan permeabilitasnya rendah, yang mana memerlukan beberapa tahun sebelum penambangan untuk mendegasifikasi batu bara dengan benar. Sumur-sumur ini dibor dari permukaan dengan pola kisi-kisi di atas seluruh properti tambang atau hanya pada panel-panel longwall untuk memotong lapisan batu bara yang akan ditambang di masa mendatang. 4. Lubang pengeboran horizontal beradius pendek: Pada lapisan batu bara dengan permeabilitas yang tinggi, drainase metan bisa dilakukan menggunakan lubang pengeboran yang dibor secara vertikal dari permukaan dan kemudian dibelokkan melalui radius pendek untuk memotong lapisan batu bara secara horizontal. Perluasan horizontal bisa sampai dengan 3.000 kaki. Metan kemudian mengalir dari lapisan batu bara di bawah tekanannya sendiri. Tahap saat Penambangan Coal Seam Gas perlu dikontrol baik lokasi Reservoir maupun kandungan gasnya, karena kalau hal ini tidak dilakukan bisa membahayakan pada saat dilakukan kegiatan penambangan batubara terutama tambang bawah tanah. Untuk setiap gas yang keluar pada saat penambangan batubara akan sangat membahayakan sehingga diperlukan pengontrolan gas  yang kontinyu. Coal Seam Gas perlu dikontrol baik lokasi Reservoir maupun kandungan gasnya, karena kalau hal ini tidak dilakukan bisa membahayakan pada saat dilakukan kegiatan penambangan batubara terutama tambang bawah tanah. Sumber utama gas (umumnya didominasi metan) yang dapat dilepaskan menuju pengerjaan tambang bawah tanah yang ditambang dan lapisan batu bara di dekatnya dan strata mengandung gas yang lain di sekelilingnya [Mucho et al. 2000; Diamond et al. 1992]. Aktivitas penambangan mengganggu keseimbangan tekanan yang ada dalam massa batuan dan menciptakan perubahan pada integritas struktural strata yang terkena dampaknya. Proses penambangan dapat menciptakan permasalahan gas yang tiba-tiba dan tidak stabil, yang mungkin meningkatkan risiko ledakan di tempat kerja bawah tanah. Aliran gas dari sumbersumber ini diawali dan dipertahankan oleh perbedaan tekanan antara sumber (tekanan yang lebih tinggi) dan pengerjaan tambang (tekanan yang lebih rendah). Jalur aliran baik lipatan batuan yang terjadi secara alami, patahan, dan cleat batu bara serta rekahan yang diakibatkan oleh penambangan pada strata di sekelilingnya. Hal ini diobservasi secara umum bahwa jumlah gas yang dilepaskan selama proses penambangan lebih besar dibandingkan yang terkandung dalam volume batu bara sesungguhnya yang ditambang di permukaan [Kissell et al. 1973]. Perbedaan yang terlihat ini disebabkan oleh emisi terus-menerus gas dari batu bara yang tersisa di tempat seperti rib dan pilar, serta perpindahan gas dari strata sekitarnya, termasuk gob longwall [Mucho et al. 2000]. Tingkatan emisi metan berubah



dari waktu ke waktu dalam siklus masa pakai geoteknik, rancangan tambang, dan faktor operasional.



tambang



karena



interaksi



variabel



Tahap Pasca Penambangan Selama penambangan, emisi ini terutama dari lapisan batu bara yang ditambang, sedangkan emisi pasca-penambangan tidak hanya mencakup lapisan batubara yang ditambang (rib dan pilar), tetapi juga strata mengandung gas di atas (gob) dan di bawah lapisan batu bara yang ditambang. Drainase metan pasca-penambangan. Teknik-teknik diklasifikasikan secara menyeluruh menjadi empat kategori:



drainase



pasca-penambangan



bisa



1. Metode sekumpulan rongga dan variannya: Teknik ini digunakan umumnya di tambangtambang batu bara Rusia. Metode awal pengendalian metan terdiri hanya mengisolasi area yang dioperasikan dalam tambang menggunakan sekumpulan dinding, memuat sebagian atau seluruhnya, dan lembaran plastik atau penghentian dalam jumlah besar. 2. Metode lubang pengeboran lintas ukuran: Ini adalah metode pengendalian metan yang paling populer di permukaan longwall Eropa. Lubang pengeboran berdiameter 2-4 inci dan sebagiannya sekitar 80 kaki dibor dari gerbang utama pada kedalaman 60–500 kaki. 3. Metode penumpukan: Metode ini digunakan umumnya untuk memundurkan permukaan longwall pada lapisan yang sangat mengandung gas di tambang-tambang Perancis. Jalur yang diarahkan 70-120 kaki di atas permukaan longwall, lebih baik digunakan dalam lapisan batu bara yang tidak dioperasikan. Jalur tersebut disegel, dan diterapkan tekanan penyedot sampai dengan 120 in w.g. 4. Metode sumur gob vertikal: Teknik ini, paling umum digunakan dalam penambangan longwall di Amerika Serikat, yang secara keseluruhan baru dan berbeda dari sistem Eropa dalam beberapa cara. Lapisan batu bara A.S. umumnya tipis, dangkal, dan secara keseluruhan lebih permeabel. Umumnya, hanya satu lapisan yang ditambang dalam area yang ditentukan dan penambangan longwall cara mundur hanya satu-satunya metode yang dipraktikkan pada saat ini.



BAB III PENUTUP 3.1 Kesimpulan Methane Drainage adalah metode pemisahan gas metana yang tidak terpakai dalam tambang yang mana gas metan yang kita ketahui adalah gas yang bersifat eksplosif dan dapat mencangam nyawa manusia dan tentunya produksi batubara tersebut. Metode pemisahan ini dilakukan baik pada saat pra penambangan, pada saat proses penambangan berlangsung, dan saat pasca penambangan agar tidak membahayakan baik pihak teknisi pertambangan, alam sekitar, dan penduduk di sekitar area penambangan batubara.