Modul III Tambang Bawah Tanah
-
Upload
ayubpasomba -
Category
Documents
-
view
164 -
download
12
description
Transcript of Modul III Tambang Bawah Tanah
1. PENDAHULUAN
Metode tambang bawah tanah atau tambang dalam adalah kegiatan
penambangan yang diterapkan terhadap endapan-endapan bahan galian
yang tak menguntungkan bila ditambang dengan metode tambang terbuka,
karena sulit dijangkau dari permukaan bumi.
Segi positif dari penambangan ini adalah :
(a) Kerusakan (pencemaran) lingkungan hidup yang ditimbulkan relatif kecil.
(b) Tidak perlu menyediakan tempat penimbunan material hasil penggalian
yang terlalu luas.
(c) Endapan bahan galian yang letaknya sangat dalam masih tetap dapat
ditambang dengan menguntungkan.
Sedangkan segi negatifnya adalah :
(a) Kondisi kerjanya berat dan keselamatan kerjanya memerlukan perhatian
khusus.
(b) Produksi tambang relatif kecil karena peralatan yang dipakai hanya yang
berukuran kecil.
(c) Penggunaan bahan peledak boros dan harus memiliki kualifikasi tinggi.
2. TAHAPAN KEGIATAN TAMBANG BAWAH TANAH
Secara garis besar tahapan kegiatan penambangan pada tambang bawah
tanah adalah sebagai berikut :
(a) Pembabatan dan pembersihan lahan (land clearing).
(b) Persiapan penambangan (development).
(c) Penambangan atau penggalian bahan galian (mining).
Metode Tambang Bawah Tanah (Underground Mining Methods) - 1
2.1. PEMBABATAN DAN PEMBERSIHAN LAHAN
Yang dikerjakan sama dengan yang dilakukan di tambang terbuka, tetapi
luas daerah yang dibersihkan jauh lebih sedikit karena hanya sekedar untuk
keperluan bangunan-bangunan sarana tambang (mine facilities) seperti
kantor, bengkel, garasi, tempat penampung/penyimpanan bahan bakar dan
air, poliklinik, dan lain-lain.
2.2. PERSIAPAN PENAMBANGAN
Yang dimaksud adalah pekerjaan untuk membuat lubang masuk (entry)
seperti lubang sumuran (shaft) atau terowongan buntu (edit), dan lubang-
lubang bukaan lain seperti drift, crosscut, raise, winze, ore pass, dll.
Tujuan dari pekerjaan ini adalah untuk menyiapkan lubang-lubang bukaan
yang nantinya akan dapat membantu memperlancar kegiatan penambangan.
2.3. PENAMBANGAN ATAU PENGGALIAN BAHAN GALIAN
Yaitu kegiatan pengambilan endapan bahan galian termasuk batubara dari
dalam kulit bumi dan diangkut ke permukaan bumi untuk dimanfaatkan atau
untuk diproses lebih lanjut.
Ditinjau dari segi kekerasan batuan dan tingkat produksi yang diinginkan,
maka penambangannya dapat dilaksanakan dengan :
(a) Peralatan non mekanis seperti linggis, belincong, tatah, cangkul, dll.
(b) Alat-alat mekanis seperti load haul dumper (LHD), continuous loader,
overhead shovel loader, dll.
(c) Pemboran dan peledakan yang dibantu dengan alat muat dan alat
angkut mekanis.
Metode Tambang Bawah Tanah (Underground Mining Methods) - 2
3. METODE PENAMBANGAN
3.1. METODE PENAMBANGAN BAWAH TANAH UNTUK ENDAPAN
BIJIH
Metode penambangan bawah tanah untuk endapan bijih menurut sistem
penyanggaan dibagi atas 3 (tiga) golongan, yaitu :
3.1.1. Open Stoping (Open Stope Methods)
Metode penambangan inisedikit memakai penyanggaan ; cara ini cocok
untuk endapan yang kuat baik endapan bijih maupun batuan sampingnya,
dan yang termasuk dalam metode ini adalah :
(a) Gophering.
(b) Underground glory hole ; jika di permukaan tanah disebut glory hole.
(c) Shrinkage stoping.
(d) Sub level stoping.
3.1.2. Supported Stoping (Supported Stope Methods)
Cocok untuk endapan bijih dan batuan samping yang lemah, tetapi nilai
endapan bijihnya tinggi (kaya dan harganya mahal), memakai banyak
penyangga. Yang termasuk dalam metode ini adalah :
(a) Cut and fill.
(b) Square set stoping.
(c) Stull stoping.
(d) Shrink fill stoping.
3.1.3. Caving Methods
Cocok untuk endapan bijih yang memiliki sifat fisik sedemikian rupa,
sehingga jika mendapat tekanan di atasnya akan mudah runtuh, terutama
Metode Tambang Bawah Tanah (Underground Mining Methods) - 3
kalau sudah diberi undercut. Endapan bijih harus memiliki cadangan yang
besar walaupun kadarnya rendah.
Yang termasuk dalam metode ini adalah :
(a) Top slicing.
(b) Sub level caving.
(c) Block caving.
3.1.1. Open Stoping
3.1.1.1. Gophering
Cocok untuk endapan-endapan bijih yang memiliki sifat-sifat sebagai berikut :
(a) Ukuran kecil, yaitu tebal atau lebar kurang lebih 3 meter ; kemiringan
(dip) tidak menjadi soal.
(b) Bentuk endapan tidak teratur, sehingga sangat sukar untuk ditambang
secara sistematis.
(c) Endapan bernilai tinggi (kadar bijih tinggi dan harga metalnya mahal).
(d) Batuan samping keras.
Penambangan mengikuti arah bentuk endapan bijih, jadi tidak sistematis
(lihat Gambar 1) ; baik peralatan maupun cara penambangannya sangat
sederhana, tanpa banyak persiapan penambangan. Cocok untuk daerah
yang padat penduduknya, tetapi berada di tempat yang terpencil.
3.1.1.2. Underground gloryhole
Cocok untuk endapan-endapan bijih yang memiliki sifat-sifat sebagai berikut :
(a) Endapan bijih sempit atau agak lebar, yaitu antara 1 - 5 meter, tetapi
berbentuk bulat atau ellips yang memanjang ke bawah.
(b) Endapan bijih (ore body) maupun batuan samping kuat. Kalau rongga
bekas penambangan dibiarkan saja, maka tanah penutup (overburden)
akan tenggelam atau ambles (surface subsidence). Supaya tidak runtuh,
Metode Tambang Bawah Tanah (Underground Mining Methods) - 4
maka bekas penggalian/penambangan harus diisi dengan Ifillinf material
seperti : tailing, waste rock, pasir, dll.
(c) Batas endapan cukup jelas.
(d) Kemiringan (dip) 70o.
Gambar 1. Sketsa gophering
Metode penambangan ini dapat digolongkan k edalam underghand stoping
(lihat Gambar 2).
Metode Tambang Bawah Tanah (Underground Mining Methods) - 5
Gambar 2. Sketsa metode underground gloryhole
3.1.1.3. Shrinkage stoping
Cocok untuk endapan-endapan bijih yang keadaannya sebagai berikut :
(a) Endapan bijih dan batuan samping keras, tidak mudah runtuh atau
slabbing.
(b) Kemiringan minimum 50o, tetapi akan lebih baik bila kemiringan > 60o.
(c) Berbentuk urat bijih (vein) dengan ketebalan antara 1- 3 meter.
(d) Endapan bijih mempunyai nilai tinggi.
(e) Sebaiknya penyebaran kadar agak homogen, sehingga tak diperlukan
tambang pilih (selective mining).
(f) Sebaiknya bukan endapan sulfida, seperti galena dan chalcopyrite.
Penambangan dilakukan dengan cara overhand stoping (lihat Gambar 3).
Penggalian pertama dilakukan di raise dan broken ore langsung dimuat ke
alat angkut dan diangkut keluar tambang. Pada haulage level dilakukan
penyanggaan. Bila ruang kerja sudah sempit, artinya jarak back dengan
broken ore semakin pendek atau rendah, maka broken ore tersebut diangkut
Metode Tambang Bawah Tanah (Underground Mining Methods) - 6
ke luar. Banyaknya broken ore yang diangkut ke luar biasanya tergantung
dari swell factor-nya.
Gambar 3. Shrinkage stoping
3.1.1.4. Sub level stoping
Cocok untuk endapan-endapan bijih yang memiliki sifat-sifat sebagai berikut :
(a) Ketebalan urat bijih (vein) antara 1 - 20 meter.
(b) Kemiringan endapan sebaiknya 30o.
(c) Endapan bijih dan batuan samping harus kuat dan keras, akan tetapi bila
endapan bijihnya lunak, maka cara ini hanya dipakai untuk endapan
dengan ketebalan kurang lebih 3 meter.
(d) Batas endapan bijih dan batuan samping harus jelas dan bentuknya
agak teratur, tidak retak-retak, sehingga tidak mudah terjadi dilution.
(e) Penyebaran kadar bijih sebaiknya merata, karena cara ini sukar untuk
melakukan tambang pilih (selective mining).
Penambangan dilakukan setelah pekerjaan persiapan berupa pembuatan
shaft, haulage drift, main level dan raise telah selesai (lihat Gambar 4). Pada
Metode Tambang Bawah Tanah (Underground Mining Methods) - 7
raise bagian atas dibuat bentuk corongan (cone) ; jarak antara raise berkisar
antara 8 - 10 meter.
Penggalian bijih dimulai dari sub level terbawah menuju sub level di atasnya,
berarti dengan cara overhand stoping. Bijih yang pecah langsung jatuh ke
atas corongan (cone) dan diangkut ke luar.
Gambar 4. Sub level stoping
3.1.2. Supported Stoping
3.1.2.1. Cut and fill
Diterapkan untuk endapan bijih yang memiliki sifat-sifat sebagai berikut :
(a) Ketebalan antara 1-6 meter, atau endapan mendatar tetapi cukup tebal,
yaitu antara 10-15 meter.
(b) Mempunyai kemiringan > 45o (untuk yang berbentuk urat bijih).
Metode Tambang Bawah Tanah (Underground Mining Methods) - 8
(c) Batuan samping agak lunak atau kurang kompak. Endapan bijih secara
menyeluruh cukup kuat, tetapi di bagian tertentu ada yang kurang
kuat/kompak.
(d) Endapan bijih bernilai tinggi, sehingga mining recovery-nya harus tinggi.
(e) Dapat dipergunakan untuk endapan-endapan bijih yang batasnya kurang
teratur atau banyak barren rock di antara bijihnya.
Penambangan dilakukan secara overhand stoping (lihat Gambar 5).
Penggalian di lombong (stope) terbawah hanya merupakan pemotongan tipis
saja dan langsung dimuat ke haulage level di bawahnya. Setelah lombong
mulai agak tinggi (kurang lebih 2 meter), maka penyanggaan pasangan kayu
(timber) mulai dipasang untuk menyiapkan ore pass, mill hole (ore chute),
dan man way yang dibuat sepanjang lombong denga njarak 6 - 8 meter.
Jika lombong sudah semakin tinggi, maka ruangan kosong harus ditutup
dengan material pengisi, sementara penambangan terus maju dan naik ke
atas sampai level di atasnya. Macam material pengisi adalah : batuan
samping, tanah, pasir, tailing atau potongan-potongan kayu yang sudah tak
berguna.
Gambar 5. Cut and fill
Metode Tambang Bawah Tanah (Underground Mining Methods) - 9
3.1.2.2. Square set stoping
Digunakan untuk endapan bijih yang mempunyai sifat-sifat sebagai berikut :
(a) Nilai bijih sangat tinggi, sehingga sapat menutup ongkos-ongkos
penambangan yang sangat mahal.
(b) Mempunyai kemiringan 45o untuk endapan yang berbentuk urat bijih.
(c) Ketebalan bijih minimum 3,5 meter.
(d) Bijih dan batuan samping lemah serta mudah runtuh, sehingga
memerlukan penyanggaan yang sistematis.
(e) Endapan bijih tak perlu memiliki batas-batas yang baik atau jelas dilihat.
Cara penambangan pada umumnya dilakukan dengan cara membuat
beberapa drift (level) yang sejajar dan cross cut (lihat Gambar 6).
Gambar 6. Square set
Untuk tiap lombong (stope) ada satu raise guna keperluan ventilasi, jalan
pekerja dan ore pass.
Metode Tambang Bawah Tanah (Underground Mining Methods) - 10
Bagi urat bijih (vein) yang sempit, jarak antara level dibuat sekitar 10
- 60 meter. Setiap 15 meter dibuat ore chute untuk melancarkan pengiriman
hasil penggalian ke level di bawah lombong.
Lombong dimulai dari suatu raise dengan memotong bijih secara slice yang
tingginya sekitar 2,00-2,50 meter dengan arah mendatar dan semakin lama
semakin tinggi seperti pada overhand stoping. Setelah ruangan terbentuk,
maka diikuti dengan pemasangan penyangga secara square set.
3.1.2.3. Stull stoping
Sesuai untuk endapan bijih yang memiliki sifat-sifat sebagai berikut :
(a) Ketebalan antara 1 - 3 meter, yaitu ketebalan yang masih dapat dicapai
oleh penyangga kayu (timber) tanpa sambungan.
(b) Endapan bijihnya agak kuat, tak perlu disangga secara langsung, tetapi
batuan sampingnya mudah pecah menjadi bongkah-bongkah (slabs)
sehingga perlu penyangga.
(c) Kemiringan kurang berpengaruh, akan tetapi kemiringan yang besar
akan lebih menguntungkan.
(d) Endapan bijih harus memiliki nilai yang tinggi dan memerlukan perolehan
tambang (mining recovery) yang tinggi agar ongkos penambangannya
yang tinggi masih dapat tertutup.
Cara penambangannya dapat dilakukan dengan cara overhand stoping
maupun underhand stoping (lihat Gambar 7 dan Gambar 8). Ciri khusus
penambangan ini adalah pekerja (petambang) berpijak pada penyangga
yang dihubungkan langsung dari hanging wall ke foot wall. Setiap kemajuan
penggalian diikuti dengan penyanggaan ; penggalian dilakukan selebar
endapan bijihnya. Cara ini mudah diubah ke metode penambangan yang
lainnya.
Metode Tambang Bawah Tanah (Underground Mining Methods) - 11
Gambar 7. Contoh flat back dan rill stull stoping
3.1.3. Caving Methods
3.1.3.1. Top slicing
Adalah suatu cara penambangan untuk endapan-endapan bijih yang lemah
dan batuan penutup (overburden) yang lemah pula, dimana penambangan
dilakukan selapis demi selapis dari atas ke bawah dengan lombong yang
disangga (lihat Gambar 8). Bilamana lombong sudah selesai digali, maka
penyangga di atasnya dibiarkan runtuh sedikit demi sedikit. Hal ini akan
menghasilkan perolehan tambang yang tinggi.
Cara ini cocok untuk endapan bijih yang memiliki sifat-sifat sebagai berikut :
(a) Endapan bijih dan batuan penutup lemah, sehingga akan segera runtuh
dengan perlahan-lahan bila dibuat galian di bawahnya (undercut).
Metode Tambang Bawah Tanah (Underground Mining Methods) - 12
(b) Berukuran besar, letaknya boleh mendatar ataumiring, sebaiknya
dengan kemiringan 65o. Untuk ukuran yang tipis, yaitu 2 - 3 meter, dan
kemiringan besar harus mempunyai batuan samping yan gagak kuat
agar tidak mudah terjadi dilution.
(c) Sebaiknya memiliki bentuk endapan yang teratur, jelas batasnya, dan
tidak memerlukan selective mining.
(d) Memiliki nilai yang cukup tinggi, sehingga ongkos penambangan yang
agak tinggi dapat tertutup.
(e) Di atas endapan bijih tidak ada bangunan prnting, sehingga surface
subsidence tidak merusak bangunan, walaupun akan merusak bangunan
alam dan estitika lingkungan.
Gambar 8. Wing stull stoping dan overhand stull stoping
Metode Tambang Bawah Tanah (Underground Mining Methods) - 13
Gambar 9. Top slicing
3.1.3.2. Sub level caving
Cara ini cocok untuk endapan-endapan bijih yang memiliki 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. Sedangkan batuan penutupnya dapat
pecah menjadi bongkah-bongkah besar yang akan merupakan tambahan
penyangga bagi penyangga kayu (timber) di bawahnya.
(b) Kemiringan endapan tidak begitu penting.
(c) Ketebalan bijih sebaiknya > 3 meter.
Metode Tambang Bawah Tanah (Underground Mining Methods) - 14
(d) Memiliki nilai endapan bijih yang tinggi atau sedang dan selective mining
tidak perlu dilakukan.
(e) Permukaan bumi tidak ada bangunan-bangunan yang penting karena
akan terjadi surface subsidence.
Cara penambangannya tidak berbeda dengan top slicing misalnya dengan
membuat shaft, drift serta raise dan sub level. Perbedaan yang menyolok
adalah tinggi dari pemotongannya ; untuk sub level caving tinggi
pemotongan dapat mencapai 8 meter lebih, sedangkan pada top slicing
hanya 4 meter saja.
Penggalian (pemotongan) mula-mula dilakukan dari sub level paling atas di
bagian ujung menuju ke arah tebal endapan bijih kemudian turun ke sub
level di bawahnya. Hasil penggalian dikirim ke ore chute (ore pass) terdekat
dadn selanjutnya dibawa ke main haulage level (lihat Gambar 10).
Gambar 10. Sub level caving
Metode Tambang Bawah Tanah (Underground Mining Methods) - 15
3.1.3.3. Block caving
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. Batuan penutup (capping) juga mudah pecah dan
merupakan bongkahan-bongkahan kecil dan tekanannya akan
membantu memecah endapan bijih di bawahnya. Sebaiknya antara
endapan bijih dan capping ada perbedaan fisik yang mudah dilihat,
sehingga dilution pada draw points dapat dihindari.
(b) Kemiringan endapan tidak menjadi soal ; bila berbentuk urat bijih
sebaiknya mempunyai kemiringan 65o.
(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
tambang pilih.
(e) Endapan bijih sebaiknya tidak mudah bereaksi dengan udara, oleh
sebab tiu tidak cocok untuk endapan sulfida.
(f) Dapat menimbulkan amblesan (surface subsidence). Oleh karena itu
jangan ada bangunan penting di atas tambang.
Penambangannya dimulai dengan membagi endapan bijih menjadi blok-blok
dengan ukuran blok tergantung pada sifat-sifat bijih (ore body) dan wall rock-
nya serta ketebalan bijih. Pembagian ini dilakukan pada waktu persiapan
penambangan (development) dengan membuat drift, cross cut serta corner
raises sebagai pembatas ukuran blok.
Penggalian dimulai dari blok teratas. Di bagian bawah blok dibuat under cut
yang tingginya berkisar 2 - 6 meter. Agar under cut tidak runtuh, maka under
cut disangga dengan pilar, setelah penambangan siap untuk beroperasi,
baru diruntuhkan dengan cara meledakkan bagian atas under cut beserta
seluruh pilarnya (lihat Gambar 11 dan 12).
Metode Tambang Bawah Tanah (Underground Mining Methods) - 16
Gambar 11. Block caving dengan blok-blok mendatar
Gambar 12. Block caving dengan blok-blok tegak
Metode Tambang Bawah Tanah (Underground Mining Methods) - 17
3.2. METODE PENAMBANGAN BAWAH TANAH UNTUK ENDAPAN BATUBARA
Metode penambangan bawah tanah untuk endapan batubara menurut
sistem penyanggaannya dibagi atas 2 (dua) golongan, yaitu :
(a) Room and pillar methods.
(b) Longwall methods.
3.2.1. Room and pillar methods
Cocok untuk endapan batubara yang :
(a) Cukup tebal, yaitu antara 3 - 6 meter.
(b) Cleat-nya tidak banyak, sehingga tidak terlalu mudah runtuh.
(c) Tidak banyak disisipi tanah liat (clay bands).
Penambangannya dimulai dengan membuat setidak-tidaknya dua buah main
entry yang biasanya setiap main entry terdiri dari beberapa kompartemen.
Blok batubara yang diapit oleh kedua main entry maupun yang berada di kiri-
kanannya selanjutnya dibagi menjadi blok-blok yang lebih kecil atau panels
dengan membuat drift dan cross cuts. Pada blok-blok yang lebih kecil itulah
kemudian dibuat rooms dan pillars secara teratur (lihat Gambar 13).
Penggaliannya dapat dilakukan dengan pemboran dan peledakan atau
dengan memakai continuous miner. Hasil galiannya kemudian diangkut ke
luar dengan ban berjalan (belt conveyor) atau lori yang ditarik dengan
lokomotif.
Arah penambangan dapat maju (advancing) yang berarti menjauhi main
entry ataupun sebaliknya mundur (retreating) yang mendekati main entry.
Metode Tambang Bawah Tanah (Underground Mining Methods) - 18
Gambar 13. Room and pillar
3.2.2. Long Wall Methods
Diterapkan untuk endapan batubara yang :
(a) Ketebalannya sedang, yaitu antaar 2 - 4 meter.
(b) Memiliki banyak cleat, tetapi tidak boleh terlalu mudah runtuh. Oleh
sebab itu penyangga harus segera dipasang di dekat medan kerja (front)
penambangan.
Persiapan dan penambangannya sama dengan room and pillar, tetapi
medan kerja dibuat panjang, kadang-kadang dapat mencapai 330 meter.
Metode Tambang Bawah Tanah (Underground Mining Methods) - 19
Bilamana lombong sudah terlalu lebar (> 15 m), biasanya ditimbun dengan
material pengisi guna mencegah agar atap tidak mudah runtuh. Arah
penggalian dapat advancing ataupun retreating.
Sistem long wall (lihat Gambar 14) kini juga mengalami perubahan, yaitu
menjadi short wall mining, yaitu yang semula medan kerjanya antara 100
- 250 meter menjadi hanya 30 - 60 meter. Cara penambangannya sama
seperti pada long wall, hanya ukuran medan kerjanya lebih pendek (lihat
Gambar 15).
Gambar 14. Long wall mining
Metode Tambang Bawah Tanah (Underground Mining Methods) - 20
Gambar 15. Short wall mining
Metode Tambang Bawah Tanah (Underground Mining Methods) - 21
DAFTAR PUSTAKA
1. Cummins, A. B., dan Given, I. A., “Mining Engineering Handbook”, Vol I,
SME of the American Institute of Mining, Metallurgical and
Petroleum Engineers Inc., New York, 1973.
2. Hartman, H. L., “Introductory Mining Engineering”, A Wiley Interscience
Production, John Wiley and Sons Inc., New York, 1987.
3. Hustrulid, W. A., “Underground Mining Methods Handbook”, The
American Institute of Mining, Metallurgical and Petroleum
Engineers Inc., New York, 1982.
4. Peele, Robert, “Mining Engineer’s Handbook”, Vol I, John Wiley and
Sons Inc., New York, 1941.
5. Shevyakow, L., “Mining of Mineral Deposits”, Foreign Languanges
Publishing House, Moscow, 1961.
Metode Tambang Bawah Tanah (Underground Mining Methods) - 22