Modul 2 - Sistem Penambangan PDF [PDF]

Citation preview

JURUSAN TEKNIK PERTAMBANGAN INSTITUT TEKNOLOGI MEDAN



3. SISTEM PENAMBANGAN Ciri-ciri utama industri pertambangan :  Endapan bijih itu bersifat westing assets atau non renewable resources, artinya sekali endapan bijih tersebut ditambang pada suatu tempat, maka tidak ada gantinya lagi pada tempat tersebut.  Bahan tambang tersebar di permukaan bumi secara tidak merata sehingga keberadaan industri pertambangan selalu tergantung pada ditemukannya bahan tambang.  Padat modal, padat teknologi, yang dalam operasinya membutuhkan sinergi dari berbagai disiplin ilmu dan teknologi. Dalam pelaksanaannya, kegiatan pertambangan di suatu daerah akan memberikan dampak terhadap lingkungannya (baik dampak positif maupun negatif).



Dampak positif dari industri pertambangan antara lain :  Menambah pendapatan dan devisa negara.  Dapat meningkatkan kondisi sosial, ekonomi, budaya dan kesehatan masyarakat daerah di sekitarnya.  Membuka kesempatan kerja dan berusaha.  Memberi kesempatan alih teknologi.  Berperan sebagai pusat pertumbuhan pembangunan dan pengembangan wilayah. Dampak negatif dari industri pertambangan antara lain :  Merubah morfologi dan fisiografi daerah tersebut (tata guna lahan).  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. d. Mencemari sungai. e. Polusi suara dan udara (debu dan kebisingan).  Dapat menyebabkan kesenjangan sosial, ekonomi dan budaya di wilayah setempat.



Sistem penambangan :   



Tambang Terbuka (Surface Mining). Tambang Bawah tanah (Underground Mining). Tambang Bawah Air (Underground Water Mining). Segala kegiatan penggaliannya dilakukan dibawah permukaan air atau endapan mineral berharganya terletak dibawah permukaan air.



Faktor-faktor yang mempengaruhi pemilihan sistem penambangan antara lain : 1. Karakteristik ruang dari endapan/deposit (ukuran, bentuk, letak dan kedalaman). 2. Sifat-sifat fisik dari endapan/deposit dan batuan di sekitarnya. 3. Airtanah dan kondisi hidrolis. Karakteristik geologi dari mineral mempengaruhi kepada pemilihan metode penambangannya (selektif atau tidak), mineral berpengaruh kepada cara pengolahan, dan hidrologi mempengaruhi sistem drainase dan pompa yang diperlukan.



4. Faktor-faktor ekonomi (kadar, ongkos penambangan, ongkos transport, produksi, dsb). Faktor ini mempengaruhi hasil, investasi, aliran kas, masa pengembalian dan keuntungan. - Cadangan (tonase, dan kadar/kualitas) - Laju produksi (produksi per satuan waktu) - Umur tambang - Produktivitas (produksi per satuan pekerja dan waktu, misal ton/karyawan-shift) - Perbandingan ongkos penambangan untuk metode penambangan yang cocok. 5. Faktor lingkungan. - Kontrol bawah tanah - Penurunan permukaan bawah tanah (subsidence) - Kontrol atmosfir (kontrol kualitas, kontrol panas dan kelembaban, serta untuk tambang bawah tanah : ventilasi) - Kekuatan pekerja (pelatihan, recruitment, kondisi kesehatan, dan keselamatan pekerja, kehidupan, dan pemukiman)



Keuntungan tambang terbuka dan tambang bawah tanah antara lain :  Kondisi kerja lebih baik karena langsung berhubungan dengan udara luar.  Pengawasan dan pengamatan lebih mudah.  Alat-alat besar lebih leluasa digunakan.  Pemakaian bahan peledak lebih efisien karena segala jenis bahan peledak dapat digunakan.  Ongkos operasi penambangan lebih murah. Kerugian tambang terbuka dari tambang bawah tanah : 1. Pekerjaan dipengaruhi langsung oleh cuaca sehingga pada musim hujan efisiensi kerjanya menurun. 2. Dalamnya penggalian tambang terbatas. 3. Adanya persoalan pembuangan over burden. 4. Alat-alat besar tersebar letaknya.



Tambang Terbuka



Tambang Bawah Tanah



1. Tambang Terbuka (Surface Mining) Suatu sistem penambangan dimana seluruh aktivitas kerjanya berhubungan langsung dengan atmosfir atau udara luar. Klasifikasi penambangan terbuka pertama sekali dikembangkan oleh Peele (1941), Young (1946), Lewis dan Clark (1964) yang merupakan dasar klasifikasi penambangan terbuka. Dasar klasifikasi ini merupakan kombinasi atas pertimbangan dari ruang (tempat keterdapatan deposit), geologi dan faktor geoteknik. Kemudian klasifikasi ini berkembang lagi dengan pengaturan klasifikasi metoda penambangan bawah tanah dan penambang batubara (Morrison dan Russel, 1973 ; Boshkov dan Wright, 1973 ; Thomas, 1978 ; Nicholas, 1981 ; Hamrin 1982).



Berdasarkan macam material yang ditambang, tambang terbuka dapat dibagi menjadi : a. Open Pit/Open Cut/Open Cast/Open Mine Suatu sistem penambangan yang diterapkan untuk endapan bijih yang mengandung logam. Contoh :  Tambang nikel di Pomalaa, Sulawesi Tenggara, mineralnya garnierite.  Tambang nikel di Soroako, Sulawesi Tengah, mineralnya garnierite.  Tambang tembaga di Estberg, Irian Jaya; mineralnya chalcopyrite, cuprite.  Tambang emas di Batang Toru (G Resource/Agincourt), dsb.



Variasi penambangan open pit dapat dilakukan tergantung dari letak dan bentuk endapannya, misalnya ; 1. Endapan dengan lapisan atau seam yang mendatar (terrain flat) (Gambar a). 2. Endapan masif mendatar (Gbr b). 3. Endapan tersingkap dengan kemi ringan yang relatif besar (bed pitching) misalnya antrasit dan batubara (Gbr c) 4. Deposit masif dengan relief topo grafi yang tinggi (Gbr d). 5. Endapan lapisan tebal atau lapisan batubara (Gambar e).



Overbudden



Ore



(a) Overbudden Ore



(b)



Underground Overbudden



Ore



(c) Coa Coal l



Overbudde n



(e)



Penambangan dengan metoda open pit dapat juga disebut dengan open cut. Hal ini tergantung dari bentuk tambang berdasarkan letak endapan bijih. Dikatakan Open pit, jika penambangan untuk endapan terletak pada daerah yang datar atau lembah. Dengan demikian medan kerja digali ke arah bawah sehingga membentuk semacam cekungan atau pit. Open cut adalah cara penambangan terbuka yang dilakukan untuk menggali endapan bijih yang terletak pada lereng bukit. Dengan demikian medan kerja digali dari arah bawah ke atas. Bentuk tambang dapat pula melingkari bukit. Hal ini tergantung dari letak endapan dan penambangan yang diiginkan.



Tambang tembaga di Estberg, Irian Jaya



Dalam kegiatan penambangan open pit/open cut ada beberapa faktor yang harus menjadi perhatian yaitu : 1. Kesehatan dan keamanan; seperti pengendalian debu, beban bench, jalan, limbah dan dumping area, kebisingan dan pencegahan kebakaran spontan. 2. Pengendalian lingkungan; perlindungan air dan udara, pengelolaan limbah. 3. Pengendalian tanah; stabilitas kemiringan dan pengendalian erosi tanah. 4. Pendistribusian dan power suplai; substasiun listrik. 5. Pemeliharaan dan perbaikan; fasilitas bengkel. 6. Komunikasi; radio dan telefon. 7. Kontruksi jalan dan pengangkutan (transportasi)



Keuntungan penambangan open pit / open cut : • Produksi tinggi, karena alat-alat berat (alat-alat mekanis) dapat dipergunakan sesuai dengan keinginan. • Kebutuhan tenaga kerja rendah, karena banyak menggunakan alat-alat mekanis. • Relatif fleksibel ; dapat menyesuaikan produksi dengan permintaan pasar. • Biaya penghancuran batu jauh lebih rendah, jika dibandingkan dengan tambang bawah tanah. • Perencanaan yang lebih tepat, sehingga pemeliharaan bench jauh lebih stabil. • Kesehatan dan keamanan yang lebih baik, tidak ada bahaya seperti pada tambang bawah tanah. Kerugian penambangan open pit / open cut : • Kedalaman penggalian terbatas (< 300 m) ; keterbatasan teknologi alat-alat mekanis. • Dibatasi oleh stripping ratio. • Kerusakan permukaan bumi yang membutuhkan reklamasi, sehingga menjadi penambahan biaya. • Kebutuhan cadangan deposit yang besar untuk merealisasikan biaya yang rendah, jika tidak ada perubahan nilai bahan galian. • Iklim dan cuaca dapat mempengaruhi operasi penambangan, sehingga dapat mempengaruhi produksi. • Stabilitas dan pemeliharaan bench harus dipertahankan dengan baik. • Harus disediakan penanganan limbah.



b. Quarry Mine Suatu sistem penambangan yang dipergunakan untuk endapan mineral-mineral industri atau batuan (bahan konstruksi). Contoh :  Tambang Batu Pualam, di Tulung Agung, Jawa Timur; batuan : marmer.  Tambang Aspal, di P. Buton, batuannya gamping beraspal.  Tambang Granit, di P. Karimun, batuannya granit.  Tambang Pasir Kuarsa di P. Bangka, Belitung, Balik Papan, Tuban (Jawa Timur); mineralnya kuarsa. • Tambang batugamping, lempung, pasir silika di Tonasa (Sulsel), Gresik (Jatim), Indarung (Sumbar), Andalas (B. Aceh), Semen Padang (Sumbar).



Berdasarkan letak endapan yang digali, quarry secara garis besar dapat dibagi menjadi dua, yaitu : 



Side hill type adalah sistem penambangan yang dipakai untuk batuan atau endapan mineral industri yang terletak di lereng bukit. Berdasarkan jalan masuk (access road) ke front kerja, side hill type mine memiliki dua kemungkinan untuk membuatnya :  Jalan masuk berbentuk spiral, apabila seluruh lereng akan digali dari atas ke bawah.  Jalan masuk dengan straight ramp ; cara ini diterapkan jika hanya sebagian lereng bukit saja yang akan ditambang atau bentuk bukit itu memanjang, maka medan kerja dibuat memanjang pula dengan jalan masuk dari salah satu sisinya atau dari depan. Awal penggalian Jalan masuk



Side hill type dengan jalan masuk spiral



Jalam masuk



Side hill type dengan jalan masuk langsung



Keuntungan : • Dapat diusahakan adanya cara penirisan alamiah dengan membuat medan kerja sedikit miring ke arah luar dan di tepi jalan masuk dibuatkan saluran air. • Alat angkut bermuatan bergerak ke arah bawah yang berarti mendapat gaya gravitasi, dengan demikian waktu pengangkutannya menjadi lebih singkat. Kerugian : • Material penutup harus dikupas dan dibuang sekaligus sebelum penambangan dilakukan, berarti diperlukan modal yang besar untuk biaya pengupasan material penutup. • Dengan jalan masuk yang miring, maka pengemudi alat-alat angkut harus hati-hati, jika tidak, maka dapat menyebabkan kecelakaan, terutama pada jalan masuk yang berbentuk spiral.



•



Pit type mine adalah penambangan untuk batuan atau mineral industri yang terletak pada suatu daerah yang relatif mendatar. Jadi front kerja digali ke arah bawah sehingga membentuk pit. Berdasarkan jalan masuk ke front kerja, pit type mine memiliki tiga kemungkinan untuk membuatnya yaitu jalan masuk spiral, jalan masuk langsung dan jalan masuk zigzag. Awal penggalian Jalan masuk



Jalan masuk spiral



Jalam masu k



Pit type mine dengan jalan masuk langsung



Pit type mine dengan jalan masuk zigzag



c. Stripe Mine Suatu sistem penambangan yang dipergunakan untuk endapan bijih yang letaknya horizontal atau agak miring. Contoh :  Tambang batubara di Tanjung Enim, Sumsel; bitumenous coal dan antrasit.  Tambang batubara di Ombilin (Sawahlunto), Sumbar; bitumenous coal.  Tambang batubara di Kaltim; bitumenous coal dan antrasit.  Tambang batubara di Kalbar; bitumenous coal dan antrasit.



PTBA Tj. Enim – South Sumatera



PT. Indominco Bontang – East Kalimantan



PT. KPC Sangatta – East Kalimantan



PT. Adaro Tanjung – South Kalimantan



d. Alluvial Mine Suatu sistem penambangan yang dipergunakan untuk endapan bijih alluvial.



Contoh :   



Tambang timah di Bangka, Belitung, P. Karimun, Bangkinang; mineralnya cassiterite. Tambang bijih besi di Cilacap; mineralnya ilmenit. Tambang intan di Martapura; mineralnya intan.



2. Tambang Bawah Tanah Suatu sistem penambangan dimana seluruh aktivitas kerjanya tidak berhubungan langsung dengan atmosfir atau udara luar.



NO



TIPE DASAR



METODE PENAMBANGAN



1



Lubang bukaan tanpa penyangga (Self-Supporting Openings)



1. 2. 3. 4. 5.



Open-stope mining Room and pillar mining Sublevel stoping Shrinkage stoping Stull stoping



2



Lubang bukaan berpenyangga (Supported Openings)



1. 2. 3. 4. 5.



Cut and fill stoping Square-set and – fill stoping Longwall mining Shortwall mining Top slicing



3



Ambrukan (caving methods)



1. Sublevel caving 2. Block and panel caving



Berdasarkan cara penyanggaannya tambang bawah tanah dapat dibagi menjadi : 



Untuk batubara : a. Long wall method. Cara penambangan ini dilakukan dengan membuat front berupa dinding yang panjang antara 75 – 150 m. Contoh : tambang batubara di Ombilin, Sumatera Barat. Tambang batubara TMS di Talawi, Sumbar. Sistem ini dapat dibagi menjadi dua yaitu : -Retreating (cara maju) yaitu suatu cara penambangan yang pengambilan bahan galiannya menuju jalan utama.



Batubara



jalan



Retreating Long Wall Method



- Advancing yaitu cara penambangan yang arah penggaliannya menjauhi jalan utama. Single Proof Batubara



jalan



Power Roof Support



b. Room and Pillar Suatu sistem penambangan dengan membuat ruangan penambangan dengan meninggalkan pillar sebagai penyangga. Contoh : tambang batubara di Ombilin, Sumatera Barat.



- Untuk endapan bijih : a. Open stope methods : * (Underground) Glory Hole. * Gophering. * Shrinkage stoping. * Sub level stoping. b. Supported methods : - Cut and fill - Stull stoping. - Square setting - Shrink and fill stoping. c. Caving methods : - Block caving. - Sublevel caving. - Top slicing.



a. Open stope methods (unsupported method) : Stope (lombong) adalah suatu tempat atau ruangan pada tambang bawah tanah dimana endapan bijih sedang ditambang, tetapi bukan penggalian yang dilakukan selama development.



- Metode penambangan shrinkage stoping Cocok untuk untuk end. bijih yang keadaannya sebagai berikut : - Endapan bijih atau batuan samping keras, tidak mudah runtuh atau dabbing. - Kemiringan minimum 500, tetapi akan lebih baik, bila kemiringan >600. - Berbentuk urat bijih (vein) dengan ketebalan antara 1-3 meter. - Endapan bijih mempunyai nilai tinggi. - Sebaiknya penyebaran kadar agak homogen, sehingga tak diperlukan tambang bijih (selective mining). - Sebaiknya bukan endapan sulfida, seperti galena dan chalcopyrite.



- Metode penambangan sublevel stoping Sublevel stoping adalah suatu cara penambangan dimana blok dari badan bijih/batuan antara 2 level dibagi dalam seri pillar horizontal dengan membuat sub-level pada jarak-jarak vertikal secara teratur (Gambar). Syarat endapan yang sesuai dengan metode ini adalah : - Ketebalan vein 1 – 20 meter. - Dip/kemiringan endapan besar (curam). - Endapan bijih dan country rock-nya harus jelas dan bentuknya teratur, tidak retak sehingga tidak mudah terjadi dilution. - Batas endapan bijih dan country rock jelas. - Penyebaran bijih sebaiknya merata, karena cara ini sulit melakukan selective mining.



b. Supported methods : Metode supported methods dipakai untuk penambangan pada batuan dan dindingnya yang lemah. Dalam pekerjaan ini atapnya (roof) harus ditopang serta kemajuan penggalian dilakukan sedikit demi sedikit.



- Metode Penambangan Cut and fill Pada metode cut and fill stoping, ore yang sudah digali akan menimbulkan lubang yang besar, dan lubang tersebut secara teratur diisi kembali dengan filling material. Fungsi dari material pengisi adalah : • Sebagai tempat berpijak para pekerja • Penyangga daripada country rock • Mencegah terjadinya surface subsidance karena adanya lubang bukaan yang besar.



Syarat-syarat pemakaian metode ini adalah : - Ketebalan vein 1 – 6 meter atau sampai 10 meter. - Untuk yang berbentuk vein, dip-nya lebih besar dari 450, juga cocok untuk endapan mendatar dengan ketebalan  5 meter - Endapan bijih bernilai tinggi - Country rock mudah runtuh - Batas endapan tidak perlu teratur. Kalau barren rock (waste) ada tidak menjadi masalah karena dapat untuk filling material. Keuntungan pemakaian metode cut and fill adalah : - Metodenya fleksibel, artinya mudah dirubah menjadi metode lain dan bisa mengikuti bagianbagian yang sulit (clean mining) dan kalau diperlukan bisa menjadi selective mining. - Karena fleksibel maka mining recovery tinggi, bisa mencapai 100% atau mendekati 100%. - Dalam stope bisa dilakukan pengambilan sample, sehingga bisa melakukan penentuan kemana arah bijih endapan. - Waste/barren rock bisa digunakan sebagai material pengisi, sehingga dengan dipakainya material pengisi, maka : a. Surface subsidance dapat dihindari b. Penggunaan timber jauh berkurang - Ventilasi dapat berjalan lancar, sehingga ongkosnya murah dan kondisi tambang baik. - Kalau diinginkan produksi besar, maka bisa menambah stope pada beberapa blok bersamasama.



Adapun kerugian dengan metode ini adalah : - Dalam pekerjaan ini tambang harus melayani dua pekerjaan, yaitu penggalian dan pengisian. - Sering terjadi dilution, sehingga kadar menjadi rendah - Ongkos penambangan tinggi.



- Square setting Square set stoping adalah suatu cara penambangan dengan menyangga secara sistematis setiap bagian yang telah ditambang dengan timber yang berbentuk kubus persegi empat.



Metode square set stoping cocok untuk endapan yang memiliki sifatsifat sebagai berikut : 1. Nilai bijih sangat tinggi, sehingga mining recoverynya tinggi. Hal ini untuk mengeliminasi ongkos-ongkos yang mahal. 2. Mempunyai kemiringan/dip lebih besar dari 450. 3. Ketebalan endapan bijih minimum 3,5 meter. 4. Bijih dan batuan samping (country rock) lemah dan mudah runtuh, sehingga memerlukan penyanggaan sistematis. 5. Endapan bijih tersebut tidak perlu mempunyai batas-batas yang jelas terlihat.



c. Caving methods (Ambrukan): Caving method merupakan suatu metode penambangan dengan cara melakukan penggalian dari arah bawah (under cut), kemudian akan menyebabkan runtuhnya batuan di atasnya akibat berat batuan itu sendiri atau adanya tekanan dari samping atau gabungan dari keduanya.



Elements of caving method of mining (after Dravo Corporation, 1974)



- Metoda penambangan blok caving Block caving adalah suatu cara stoping, dimana batuan dalam blok-blok besar kemudian digali dari arah bawahnya. Cara ini sesuai untuk endapan bijih yang memiliki sifat-sifat sebagai berikut : a. Endapan bijih mudah pecah atau runtuh dan dapat dipisahkan dari block di sebelahnya. b. Kemiringan endapan tidak menjadi soal, bila berbentuk urat bijih sebaiknya mempunyai kemiringan 650 c. Memiliki cadangan yang besar dan tidak perlu bernilai tinggi. Ketebalan >3 meter, sedangkan tinggi vertikalnya minimal 35 meter. d. Endapan bijih sebaiknya agak homogen, sehingga tidak diperlukan selective mine. e. Endapan bijih sebaiknya tidak mudah bereaksi dengan udara, karena itu tidak cocok untuk endapan sulfida. f. Dapat menimbulkan amblesan (surface subsidence). Dengan demikian jangan ada bangunan penting di atas tambang.



- Metode penambangan sublevel caving (sub drift caving, sublevel slicing) Metode ini baik untuk endapanendapan bijih dengan sifat-sifat sebagai berikut : a. Endapan bijih lemah, artinya batuan itu tidak runtuh untuk beberapa waktu dengan penyanggaan biasa, tetapi endapan ini akan segera runtuh bila penyangganya diambil. b. Kemiringan endapan tidak begitu mudah. c. Ketebalan bijih sebaiknya >3 meter. d. Memiliki nilai endapan bijih yang tinggi atau sedang dan selective mining tidak perlu dilakukan. e. Di permukaan tidak ada bangunanbangunan yang penting karena akan terjadi surface subsidence.