PENGANTAR PERENCANAAN TAMBANG

PERENCANAA

Perencanaan (planning) adalah penentuan persyaratan teknik untuk mencapai tujuan dan sasaran kegiatan yang sangat penting serta urutan teknis pelaksanaannya. Oleh sebab itu perencanaan merupakan gagasan pada saat awal kegiatan untuk menetapkan apa dan mengapa harus dikerjakan, oleh siapa, kapan, di mana dan bagaimana melaksanakannya. 

Perencanaan tambang (mine planning) dapat mencakup kegiatan-kegiatan prospeksi, eksplorasi, studi kelayakan (feasibility study) yang dilengkapi dengan Analisis Mengenai Dampak Lingkungan (AMDAL), persiapan penambangan dan konstruksi prasarana (infrastructure) serta sarana (facilities) penambangan, kesehatan dan keselamatan kerja (K3), pengelolaan dan pemantauan lingkungan hidup. Bila industri pertambangan yang bersangkutan melakukan kegiatan terpadu, maka akan mencakup pula pengolahan (mineral dressing / mineral benefication), peleburan (smelting), pemurnian (refining) dan pemasaran (marketing); lihat Gambar 1).

Ada berbagai macam perencanaan antara lain :

a. Perencanaan jangka panjang, yaitu suatu perencanaan kegiatan yang jangka waktunya lebih dari 5 tahun secara berkesinambungan.

b. Perencanaan jangka menengah, yaitu suatu perencanaan kerja untuk jangka waktu antara 1 – 5 tahun (lihat gambar 2, 3 dan 4).

c. Perencanaan jangka pendek, yaitu suatu perencanaan aktivitas untuk jangka waktu kurang dari setahun demi kelancaran perencanaan jangka menengah dan panjang.

d. Perencanaan penyangga atau alternatif ; bagaimanapun baiknya suatu perencanaan telah disusun, kadang-kadang karena kemudian terjadi hal-hal tak terduga atau ada perubahan data dan informasi atau timbul hambatan (kendala) yang sulit untuk diatasi, sehingga dapat menyebabkan kegagalan, maka harus diadakan perubahan dalam perencanaannya.

PERANCANGAN

Rancangan (design) adalah penentuan persyaratan, spesifikasi dan kriteria teknik yang rinci dan pasti untuk mencapai tujuan dan sasaran kegiatan serta urutan teknis pelaksanaannya. Di Industri pertambangan juga dikenal rancangan tambang (mine design) yang mencakup pula kegiatan-kegiatan seperti yang ada pada perencanaan tambang, tetapi semua data dan informasinya sudah rinci (lihat Gambar 1 dan 5)

Pada umumnya ada dua tingkat rancangan, yaitu :

a. Rancangan konsep (conceptual design), yaitu suatu rancangan awal atau titik tolak rancangan yang dibuat atas dasar analisis dan perhitungan secara garis besar dan baru dipandang dari beberapa segi yang terpenting, kemudian akan dikembangkan agar sesuai dengan keadaan (condition) nyata di lapangan.

b. Rancangan rekayasa atau rekacipta (engineering design), adalah suatu rancangan lanjutan dari rancangan konsep yang disusun dengan rinci dan lengkap berdasarkan data dan informasi hasil penelitian laboratoria serta literatur dilengkapi dengan hasil-hasil pemeriksaan keadaan lapangan.

Rancangan konsep pada umumnya digunakan untuk perhitungan teknis dan penentuan urutan kegiatan sampai tahap studi kelayakan (feasibility study), sedangkan rancangan rekayasa (rekacipta) dipakai sebagai dasar acuan atau pegangan dari pelaksanaan kegiatan sebenarnya di lapangan yang meliputi rancangan batas akhir tambang, tahapan penambangan (mining stages/ mining phases pushback), penjadwalan produksi dan material buangan (waste). Rancangan rekayasa tersebut biasanya juga diperjelas menjadi rancangan bulanan, mingguan dan harian.

 DASAR PEMILIHAN SISTEM PENAMBANGAN

Dengan perkembangan teknologi, sistem penambangan dibagi dalam tiga sistem penambangan yaitu:

• Tambang terbuka yaitu sistem penambangan yang seluruh kegiatan penambangannya berhubungan langsung dengan udara luar.
• Tambang dalam yaitu sistem penambangan yang aktivitas penambangannya dibawah permukaan atau di dalam tanah.
• Tambang bawah air (Under water Mining)

Dalam penentuan sistem penambangan yang akan digunakan ada beberapa hal yang harus diperhatikan, diantaranya adalah:

● Letak kedalaman endapan apakah dekat dengan permukaan bumi atau jauh dari permukaan.

● Pertimbangan ekonomis yang tujuannya untuk memperoleh keuntungan yang maksimal dengan ”Mining Recovery” yang maksimal dan relatif aman.

● Pertimbangan teknis

● Pertimbangan Teknologi.

Ketiga sistem penambangan yang telah disebutkan sebelumnya, mempunyai kelebihan dan kekurangan masing-masing serta sesuai dengan karakteristik dari endapan yang akan ditambang. Khusus dalam penelitian ini akan dibahas sistem penambangan secara tambang terbuka.

Metode penambangan yang biasanya digunakan untuk tambang bijih adalah metode open pit, open mine, open cut, dan open cast.

RANCANGAN TEKNIS PENAMBANGAN

Rancangan teknis penambangan merupakan bagian dari suatu perencanaan tambang. Rancangan penambangan ini merupakan program penambangan yang akan dikerjakan dan telah diberikan batas-batas dan aturan tegas yang harus dipenuhi dalam setiap aktivitasnya sebagai bagian dari keseluruhan perencanaan tambang tersebut.

Setelah menganalisa dasar dari pemilihan sistem penambangan, maka dibuat suatu rancangan penambangan atau teknis pelaksanaan penambangan tersebut. Analisa yang dibuat berupa metode penambangan yang akan diterapkan.

Persiapan Penambangan

Persiapan penambangan merupakan kegiatan pendahuluan dari aktivitas penambangan. Persiapan penambangan ini berupa pembersihan areal yang akan ditambang (Land Clearing), pembuatan jalan tambang, penanganan masalah air (drainase) dan pengupasan tanah penutup (Stripping OB).
Pembersihan lahan adalah suatu pekerjaan tahap awal pada kegiatan penambangan. Pembersihan lahan ini dilakukan untuk menyingkirkan pepohonan dan semak belukar yang tubuh di sekitar areal penambangan dan mempersiapkan akses masuk ke tambang atau pembuatan jalan angkut.
Penanganan masalah air tambang mencakup pembuatan saluran, sumuran, dan kolam pengendapan. Dimensi saluran, sumuran dan kolam pengendapan harus dibuat sesuai dengan debit air yang ada sehingga air tambang tidak langsung mengalir ke air bebas yang dapat menimbulkan masalah lingkungan.
Pekerjaan pengupasan yang dilakukan pada tanah penutup,biasanya dilakukan bersama-sama dengan clearing dengan menggunakan alat bulldozer. Pekerjaan ini dimulai dari tepat yang lebih tinggi, dan tanah penutup didorong ke bawah ke arah yang lebih rendah sehingga alat dapat bekerja dengan bantuan gaya gravitasi.

Desain Jenjang dan Analisis Kemantapan Lereng

Karena letak bijih berada dilapisan bawah dari permukaan dan tertutup oleh lapisan tanah penutup, maka untuk mencapai lapisan bijih itu biasanya dibuat jenjang/bench. Suatu jenjang yang dibuat harus mampu menampung dan mempermudah pergerakan alat-alat mekanis pada saat aktivitas pengupasan tanah penutup dan pengambilan bijih.

Dimensi suatu jenjang dapat ditentukan dengan mengetahui data produksi yang diinginkan, peralatan mekanis yang digunakan, material yang digali, jenis pembongkaran dan penggalian yang dipergunakan dan batas kedalaman penggalian atau tebalnya lapisan bijih, serta data sifat mekanik dan sifat fisik batuan unutk kestabilan lereng. Dimensi daripada jenjang adalah:

a. Panjang jenjang

Panjang jenjang tergantung pada produksi yang diinginkan dan luas dari areal penambangan atau dibuat sampai pada batas penambangan yang direncanakan. Pada dasarnya adalah alat-alat mekanis yang digunakan mempunyai ruang gerak yang cukup untuk bermanuver dalam aktivitasnya.

b. Lebar jenjang

Lebar jenjang dirancang sesuai dengan jarak yang dibutuhkan oleh alat mekanis dalam beroperasi, dalam hal ini alat gali/muat dan alat angkut.Untuk menghitung lebar jenjang minimum dapat dihitung dengan menggunakan persamaan:
Wmin = 2R +JP + C + JA ……………………….. (3.4) 
Dimana:
W min = Lebar jenjang minimum
R = Radius putar alat muat excavator back hoe
JP = Jangkauan penumpahan BH
C = Lebar alat angkut 
JA = Jarak aman 

c. Tinggi jenjang

Tinggi jenjang adalah jarak vertikal yang diukur dari kaki jenjang ke puncak jenjang tersebut. Tinggi jenjang dibuat tergantung dari faktor keamanan suatu lereng dan tinggi maksimum penggalian dari alat gali yang digunakan.

Analisis kemantapan lereng (slope stability) diperlukan sebagai pendekatan untuk memecahkan masalah kemungkinan longsor yang akan terjadi pada suatu lereng. Lereng pada daerah penambangan dapat mengalami kelongsoran apabila terjadi perubahan gaya yang bekerja pada lereng tersebut. Perubahan gaya ini dapat terjadi karena pengaruh alam atau karena aktivitas penambangan.

Kemantapan lereng tergantung pada gaya penggerak (driving force) yaitu gaya yang menyebabkan kelongsoran dan gaya penahan (resisting force) yaitu gaya penahan yang melawan kelongsoran yang ada pada bidang gelincir tersebut serta tergantung pada besar atau kecilnya sudut bidang gelincir atau sudut lereng.
Menurut prof. Hoek (1981) kemantapan lereng biasanya dinyatakan dalam bentuk faktor keamanan yang dapat dirumuskan sebagai berikut:

………………………………….. (3.5)
Dimana:
Fk > 1 berarti lereng aman
Fk = 1 berarti lereng dalam keadaan seimbang
Fk < 1 berarti lereng dianggap tidak stabil

Ada beberapa faktor yang mempengaruhi kemantapan dari lereng diantaranya adalah:

1. Geometri lereng
2. Sifat fisik dan mekanik tanah/batuan
3. Struktur geologi
4. Pengaruh air tanah
5. Pengaruh gaya-gaya luar
6. Kedudukan lereng terhadap bidang perlapisan batuan
7. Faktor waktu.

Longsoran pada suatu lereng dapat terjadi dengan beberapa bentuk atau cara. Hal ini yang membuat analisa dari kemantapan lereng sangat penting menurut Hoek & Bray (1981), klasifikasi longsoran dapat dibagi atas :

1. Longsoran busur
Bidang gelincir dari longsoran ini mempunyai bentuk busur lingkaran. Longsoran ini biasanya terjadi pada lereng dengan batuan yang sudah mengalai pelapukan, tanah atau batuan yang ikatan anatarbutirnya relatif lemah. Analisis kemantapan lereng dengan bentuk longsoran busur adalah yang paling banyak dipakai terutama pada pekerjaan sipil dan pertambangan atau tambang terbuka di daerah tropis.

2. Longsoran bidang (Plane failure)
Pergerakan material pada jenis longsoran ini akan melalui satu bidang luncur. Bidang luncur adalah bidang lemah pada lereng perlapisan, sesar, dan kekar. Longsoran ini dapat terjadi jika terdapat bidang luncur dan arah bidang luncur relatif sejajar dengan kemiringan lereng. Kemiringan lereng lebih besar dari sudut geser dalam dan terdapat bidang bebas pada kedua sisi lereng.

3. Longsoran baji (wedge failure)
Bidang luncur dari longsoran jenis ini merupakan dua bidang lemah yang saling berpotongan. Arah pergerakan akan searah dengan garis perpotongan bidang lemah tersebut. 

4. Longsoran guling ( topling failure)
Longsoran guling terjadi pada jenis batuan yang keras dan pada batuan tersebut banyak terdapat bidang lemah yang relatif sejajar satu sama lain. Kondisi yang memungkinkan terjadinya longsoran ini adalah jika kemiringan lereng berlawanan arah dengan kemiringan bidang-bidang lemahnya.
Longsoran tanah pada daerah penambangan diasumsikan bahwa:

• Material yang membentuk lereng dianggap homogen dngan sifat mekanik akibat beban sama ke segala arah
• Longsoran yang terjadi menghasilkan bidang luncur berupa busur
• Tinggi permukaan air pada lereng adalah jenuh sampai kering sesuai dengan standar yang telah ditetapkan.

Untuk menganalisa keungkinan longsoran, ada beberapa macam cara yang digunakan. Salah satu diantara cara yang digunakan adalah dengan menggunakan diagaram Hoek & Bray dimana tanah dengan lima macam kondisi permukaan air tanahnya dibagi ke dalam lima diagram. Pemilihan metode ini selain dan cepat hasilnya juga cukup teliti dan sering dipergunakan untuk tahap perancangan.

Pembongkaran, Pemuatan dan Pengangkutan

Pembongkaran adalah upaya yang dilakukan untuk melepaskan batuan dari batuan induknya baik dengan cara penggalian dengan enggunakan alat gali maupun dengan cara pemboran dan peledakan. Pada intinya pembongkaran ini bertujuan agar batuan dapat dengan mudah dan cepat dilepaskan serta alat muat dapat dengan mudah memuat material ke alat angkut.
Pemuatan adalah kegiatan lanjutan setelah pembongkaran batuan pada loading point yang bertujuan untuk memuat material ke alat angkut kemudian diangkut ke titik dumping baik itu grizzly atau pada disposal area.

Banyaknya material yang dibongkar, dimuat, dan diangkut oleh masing-masing alat dinyatakan dalam jumlah produksi yang dapat diketahui dengan menggunakan persamaan yang dikemukakan oleh Partanto Projosumarto berikut:

a. Produksi alat gusur
……………………… (3.6)
Dimana:
P(BD) = produksi bulldozer (ton/jam) 
Fk = faktor koreksi (%)
BF = Blade faktor (%)
KB = kapasitas blade (m3)
SF = swell factor (%)
D = density (ton/m3)

b. Produksi alat muat/gali
………………………. (3.7)
Dimana:
P(BH) = produksi excavator back hoe (ton/jam)
Eff. = effisiensi kerja (%)
KB = kapasitas blade (m3)
SF = swell factor (%)
FF = fill factor (%)
D = density (ton/m3)
Ct = Cycle time (menit)
c. Produksi alat angkut
…………………… (3.8)
Dimana:
P(DT) = produksi dump truck (ton/jam)
Eff. = effisiensi kerja (%)
KB = kapasitas blade (m3)
SF = swell factor (%)
FF = fill factor (%)
n = jumlah pengisian
D = density (ton/m3)
Ct = Cycle time (menit)

 Penirisan Tambang

Penirisan tambang adalah upaya untuk mencegah atau mengeluarkan air yang masuk atau menggenangi suatu daerah penambangan yang dapat aktivitas penambangan.
Perkiraan air yang masuk ke dalam tambang berasal dari air lipasan berupa air hujan dan air tanah berupa rembasan. Upaya yang dilakukan pada penirisan tambang ini diantaranya adalah:

• Pembuatan drainage/saluran air

Saluran air tambang berfungsi untuk mencegah air dari luar tambang serta menampung air limpasan pada suatu daerah dan mengalirkannya ke tempat yang lain. Saluran air ini dibuat di luar areal penambangan.

• Pemompaan

Pemompaan ini dilakukan jika air yang telah masuk ke dalam tambang tidak bisa dialirkan langsung menuju saluran yang dibuat. Untuk mengeluarkan air yang masuk kedalam tambang maka dibuatlah suatu saluran penirisan dan pemompaan. Besarnya debit air yang kedalam lokasi penambangan dapat dihitung dengan menggunakan metode ”rasional” dengan persamaan sebagai berikut:

Q = 0,278 x C x I x A ………………………… (3.9)
Dimana:
Q = Debit air yang masuk kedalam lokasi tambang (m3/detik)
C = Koefisien pengaliran
I = Intensitas curah hujan (mm/jam)
A = luas daerah tangkapan hujan (m2)
Dimensi saluran yang akan dibuat untuk mengalirkan air dari tambang dapat diketahui dengan menggunakan persamaan “Manning” berikut ini:

Q = 1/n x R2/3 x S1/2 x A ………………………… (3.10)
Dimana:
Q = Debit air dalam saluran per detik (m3/detik)
n = Koefisien kekerasan saluran
S = “gradien” kemiringan dasar saluran
A = Luas penampang
R = jari-jari hidrolis

Beberapa bentuk-bentuk saluran yaitu:

a. Bentuk penampang segitiga

Bentuk ini biasanya dipergunakan untuk saluran dangkal. Saluran bentuk ini tidak mudah digerus oleh air. Kelemahannya adalah membutuhkan waktu yang cukup lama dalam pembuatannya.

b. Bentuk penampang segiempat

Bentuk saluran ini digunakan untuk debit air yang besar kelebihannya yaitu mudah dalam pembuatannya dan biasanya dibangun pada bahan yang stabil misalnya kayu, batu dan lain-lain. Kelemahannya adalah mudah terjadi pengikisan sehingga terjadi pengendapan pada dasar saluran.

c. Bentuk penampang trapesium

Bentuk penampang ini adalah bentuk kombinasi antara segitiga dan segiempat. Biasanya digunakan untuk saluran yang berdinding tanah dan tidak dilapisi sebab stabilitas kemiringan dinding dapat disesuaikan.Bentuk ini sering digunakan pada daerah tambang karena tahan terhadap pengikisan dan mudah digunakan pada daerah tambang karena tahan terhadap pengikisan dan mudah dalam pembuatannya serta cocok untuk debit air yang besar. 
Dan untuk menghitung dimensi saluran yang optimum dapat digunakan persamaan efisiensi hidrolis:

A = (b + zh) h …………………............................................ (3.11)
P = b + 2h 1 + (z)2 …………………………………………. (3.12)
R = A/P ……………………………………………………… (3.13)

Dimanan :

b = Lembar dasar saluran (m) 
A = Luas penampang basah (m2)
P = Keliling basah (m)
R = jari-jari hidrolik (m)

•  Pembuatan sump / sumuran

Sumuran dibuat untuk menampung air yang masuk kedalam tambang dan dibuat pada dasar bukaan kemudian dipompa keluar menuju kolampengendapan atau settling pond yang lainnya. Setelah dari tambang tersebut diendapkan, sebagian dipergunakan untuk keperluan tambang sebagian dialirkan ke laut sekitar.