Pemilihan Sistem Penambangan Batu Bara

Oleh Rarudin As

Metode penambangan batubara sangat tergantung kepada:

• Keadaan geologi daerah antara lain : sifat lapisan batuan penutup, batuan lantai batubara, struktur geologi
• Keadaan lapisan batubara dan bentuk deposit

Pada dasarnya dikenal dua cara penambangan batubara yaitu :

1. Tambang Dalam (Underground)

Dilakukan pertama-tama dengan jalan membuat lubang persiapan baik berupa lubang sumuran ataupun berupa lubang mendatar atau menurun menuju ke lapisan batubara yang akan ditambang. Selanjutnya dibuat lubang bukaan pada lapisan batubaranya sendiri. Cara penambangannya sendiri dapat dilakukan :
a. Secara manual, yaitu menggunakan banyak alat yang memakai kekuatan tenaga manusia
b. Secara mekanis, yaitu mempergunakan alat sederhana sampai menggunakan system elektronis dengan pengendalian jarak jauh

2. Tambang Terbuka

Dilakukan pertama-tama dengan mengupas lapisan tanah penutup. Pada saat ini metode penambangan mana yang akan dipilih dan kemungkinan mendapatkan peralatan tidak mengalami masalah. Peralatan yang ada sekarang dapat dimodifikasi sehingga berfungsi ganda. Perlu diketahui bahwa berbagai jenis batubara memerlukan jenis dan peralatan yang berbeda pula. Mesin-mesin tambang modern sudah dapat digunakan untuk kegiatan penambangan dengan jangkauan kerja yang lebih luas dan mampu melaksanakan berbagai macam pekerjaan tanpa perlu dilakukan perubahan dan modifikasi besar. Pemilihan metode panambangan batubara baik yang akan ditambang secara tambang dalam ataupun tambang terbuka ditentukan oleh factor :

• Biaya penambangan
• Batubara yang dapat diambil (coal recovery)
• Pengotoran hasil produksi oleh batuan ikutan

Dalam memperhitungkan biaya penambangan dengan metode tambang terbuka harus termasuk juga biaya pembuangan tanah penutup batubara sampai pada kemiringan lereng yang seaman mungkin (slope angle). Perbandingan antara lapisan batuan tanah penutup dengan batubara merupakan factor penentu dalam memilih metode penambangan, untuk itu perlu dihitung terlebih dahulu break even stripping ratio, yaitu perbandingan antara selisih biaya untuk penambangan satu ton batubara secara tambang dalam dan tambang terbuka dibagi dengan biaya pembuangan setiap ton tanah penutup lapisan batubara.

Kelebihan tambang terbuka dibandingkan dengan tambang dalam adalah:

• Relative lebih aman
• Relative lebih sederhana
• Mudah pengawasannya

Pada saat ini sebagian besar penambangan batubara dilakukan dengan metode tambang terbuka, lebih-lebih setelah digunakannya alat-alat besar yang mempunyai kapasitas muat dan angkut yang besar untuk membuang lapisan tanah penutup batubara. Dengan demikian pekerjaan pembuangan lapisan tanah penutup batubara menjadi lebih murah dan menekan biaya ekstraksi batubara. Selain itu prosentase batubara yang diambil jauh lebih besar dibanding dengan batubara yang dapat diekstraksi dengan cara tambang dalam. Penambangan batubara dengan metode tambang terbuka saat ini diperoleh 85% dari total mineable reserve, sedang dengan metode tambang dalam paling besar hanya 50% saja. Walaupun demikian penambangan secara tambang terbuka mempunyai keterbatasan yaitu :

• Dengan peralatan yang ada pada saat sekarang ini keterbatasan kedalaman lapisan batubara yang dapat ditambang.
• Pertimbangan ekonomis antara biaya pembuangan batuan penutup dengan biaya pengambilan batubara

Beberapa tipe penambangan batubara dengan metode tambang terbuka tergantung pada letak dan kemiringan serta banyaknya lapisan batubara dalam satu cadangan. Disamping itu metode tambang terbuka dapat dibedakan juga dari cara pemakaian alat dan mesin yang digunakan dalam penambangan.
Beberapa tipe penambangan batubara dengan metode tambang terbuka adalah :

Contour Mining

Tipe penambangan ini pada umumnya dilakukan pada endapan batubara yang terdapat di pegunungan atau perbukitan. Penambangan batubara dimulai pada suatu singkapan lapisan batubara dipermukaan atau cropline dan selanjutnya mengikuti garis contour sekeliling bukit atau pegunungan tersebut. Lapisan batuan penutup batubara dibuang kearah lereng bukit dan selanjutnya batuan yang telah tersingkap diambil dan diangkut. Kegiatan penambangan berikutnya dimulai lagi seperti tersebut diatas pada lapisan batubara yang lain sampai pada suatu ketebalan lapisan penutup batubara yang menentukan batas limit ekonominya atau sampai batas maksimum kedalaman dimana peralatan tambang tersebut dapat bekerja. Batas ekonomis ini ditentukan oleh beberapa variable antara lain :

1. Ketebalan lapisan batubara
2. Kualitas
3. Pemasaran
4. Sifat dan keadaan lapisan batuan penutup
5. Kemampuan peralatan yang digunakan
6. Persyaratan reklamasi

Peralatan yang digunakan untuk cara penambangan ini pada umumnya memakai peralatan yang mempunyai mobilitas tinggi atau dikenal mobile equipment. Alat-alat besar seperti :

• Alat muat : wheel loader, track loader, face shovel, back hoe
• Alat angkut jarak jauh : off highway dump truck
• Alat angkut jarak dekat : scraper

Alat-alat tersebut dipergunakan untuk pekerjaan pembuangan lapisan penutup batubara, sedangkan untuk pengambilan batubaranya dapat digunakan dengan alat yang sama atau yang lebih kecil tergantung tingkat produksinya. Kapasitas alat angkut berupa off highway dump truck antara 18 ton sampai 170 ton. Di Indonesia, tipe contour mining diterapkan antara lain di Tambang Batubara Ombilin Sawah Lunto Sumatera Barat.

Ditempat ini penambangan secara besar-besaran telah dimulai sejak tahun 1977 dengan menggunakan mobile equipment berupa alat muat yang terdiri dari front end loader berkapasitas 5-6 m3 dan face shovel 7 m3, sedang untuk alat angkut digunakan off highway dump truck berkapasitas 35 ton dan 50 ton, selain itu dipergunakan scrapper kapasitas 15 m3. Mengingat batuan penutupnya sangat keras maka digunakan peledakan, dengan menggunakan beberapa unit alat bor drill blasthole machine yang mempunyai kemampuan bor berdiameter sampai 6 inches, sedangkan bahan peledaknya dipergunakan ammonium nitrat dan solar (ANFO). Pengekstraksian batubara digunakan excavator berukuran 4 m3 dengan alat angkut berupa coal houler kapasitas 18 ton.

Open Pit Mining

Open pit mining adalah cara penambangan secara terbuka dalam pengertian umum. Apabila hal ini diterapkan pada endapan batubara dilakukan dengan jalan membuang lapisan batuan penutup sehingga lapisan batubaranya tersingkap dan selanjutnya siap untuk diekstraksi. Peralatan yang dipakai pada penambangan secara open pit dapat bermacam-macam tergantung pada jenis dan keadaan batuan penutup yang akan dibuang. Dalam memilih peralatan perlu dipertimbangkan :

Kemiringan lapisan batuan
Pada lapisan dengan kemiringan cukup tajam pembuangan lapisan tanah penutup dapat menggunakan alat muat baik berupa face shovel, front end loader atau alat muat lainnya.

Masa operasi tambang
Penambangan tipe open pit biasanya dilakukan pada endapan batubara yang mempunyai lapisan tebal atau dalam dan dilakukan dengan menggunakan beberapa bench. Peralatan yang digunakan untuk pembuangan lapisan tanah penutup batubara dapat dibedakan sebagai berikut :

• Peralatan yang bersifat mobile antara lain track shovel, front end loader, bulldozer, scrapper
• Peralatan yang bersifat bekerja secara continue membuang lapisan tanah penutup tanpa dibantu alat angkut.
• Stripping Mining

Tipe penambangan terbuka yang diterapkan pada endapan batubara yang lapisannya datar atau dekat dengan permukaan tanah. Alat yang digunakan dapat berupa alat yang sifatnya mobile atau alat penggalian yang dapat membuang sendiri. Penambangan batubara yang akan dilakukan diwilayah kontraktor tambang batubara Kalimantan akan dimulai dengan cara tambang terbuka yang memakai alat kerja bersifat mobile.

Pada penambangan batubara dengan metode tambang dalam yang terpenting adalah bagaimana mempertahankan lubang bukaan seaman mungkin agar terhindar dari kemungkinan :

• Keruntuhan atap batuan
• Ambruknya dinding bukaan lubang (rib spalling)
• Penggelembungan lantai lapisan batubara (floor heave)

Kejadian tersebut diatas disebabkan oleh terlepasnya energy yang tersimpan secara alamiah dalam endapan batubara. Energy yang terpendam tersebut merupakan akibat terjadinya perubahan atau deformasi bentuk endapan batubara selama berlangsungnya pembentukan deposit tersebut. Pelepasan energy tersebut disebabkan oleh adanya perubahan keseimbangan tegangan yang terdapat pada massa batuan akibat dilakukannya kegiatan pembuatan lubang-lubang bukaan tambang. Disamping itu kegagalan dapat disebabkan batuan dan batubara itu tidak mempunyai daya penyangga disamping factor-faktor alami dari keadaan geologi endapan batubara.

Penambangan batubara secara tambang dalam kenyataannya sangat ditentukan oleh cara mengusahakan agar lubang bukaan dapat dipertahankan selama mungkin pada saat berlangsungnya penambangan batubara dengan biaya rendah atau seekonomis mungkin. Untuk mencapai keinginan tersebut maka pada setiap pembuatan lubang bukaan selalu diusahakan agar:

• Kemampuan penyangga dari atap lapisan
• Kekuatan lantai lapisan batubara
• Kemampuan daya dukung pillar penyangga

Dimanfaatkan semaksimal mungkin. Namun apabila cara manfaat sifat alamiah tersebut sulit dicapai maka beberapa cara penyanggaan batuan telah diciptakan oleh ahli tambang. Metode panambangan secara tambang dalam pada garis besarnya dapat dibedakan yaitu:

• Room and Pillar atau disebut pula Board and Pillar
• Longwall

Kedua metode tersebut mempunyai kelebihan dan kekurangan sendiri-sendiri terutama pada keadaan endapan batubara yang dihadapi disamping factor lainnya yang perlu diperhatikan dalam pemilihan metode penambangan tersebut.

5 Faktor-Faktor dalam Pemilihan System Penambangan.

1. Sifat keruangan dari endapan bijih

• Ukuran (dimensi : tinggi atau tebal khususnya)
• Bentuk (tanular, lentikular, massif, irregular)
• Posisi (miring, mendatar atau tegak)
• Kedalaman (nilai rata-rata, nisbah pengupasan)

2. Kondisi Geologi dan Hidrologi

• Mineralogy dan petrologi (sulfida atau oksida)
• Komposisi kimia (utama, hasil samping, mineral by product)
• Struktur endapan (lipatan, patahan, intrusi, diskontinuitas)
• Bidang lemah (kekar, fracture, cleavage dalam mineral, cleat dalam Batubara)
• Keseragaman, alterasi, erosi
• Air tanah dan hidrologi

3. Sifat geomekanik

• Sifat elastic (kekuatan, modulus elastic, koefesien poison)
• Perilaku plastis atau viscoelastis (flow, creep)
• Keadaan tegangan (tegangan awal, induksi)
• Konsolidasi, kompaksi dan kompeten
• Sifat-sifat fisik yang lain (bobot isi, voids, porositas, permeabilitas, lengas bebas, lengas bawaan)

4. Konsiderasi ekonomi

• Cadangan (tonnage dan kadar)
• Produksi
• Umur tambang
• Produktifitas
• Perbandingan ongkos penambangan untuk metode penambangan yang cocok

5. Faktor teknologi

• olehan tambang
• Dilusi (jumlah waste yang dihasilkan dengan bijih)
•  Kefleksibilitas metode dengan perubahan kondisi-kondisi
• Selektifitas metode untuk bijih dan waste
• Konsentrasi/penyebaran pekerjaan.