Konsep Dasar Perencanaan Tambang Terbuka
Konsep Dasar Perencanaan Tambang Terbuka, postingan berikut ini merupakan resume dari dasar perencanaan tambang. Mungkin ada agan-agan diluar sana yang mencari referensi dari dasar perencanaan tambang, sehingga dengan adanya postingan ini semoga dapat menambah wawasan. Selain itu juga agan-agan semua dapat memahami tentang konsep dasar membuat suatu perencanaan tambang, sebagai persyaratan wajib bagi agan-agan yang ingin menjadi seorang mine plan/engineer.
Untuk membuat perencanaan tambang ada 2 pertimbangan yang harus diketahui dan dipahami. Pertama adalah pertimbangan ekonomis dan kedua pertimbangan secara teknis.Berikut ini penjelasan dari kedua pertimbangan tersebut.
Untuk membuat perencanaan tambang ada 2 pertimbangan yang harus diketahui dan dipahami. Pertama adalah pertimbangan ekonomis dan kedua pertimbangan secara teknis.Berikut ini penjelasan dari kedua pertimbangan tersebut.
Pertimbangan Ekonomis
1 Cut Off Grade (COG)
Pengertian dari Cut Off Grade adalah kadar endapan bahan galian terendah yang masih memberikan keuntungan apabila ditambang.
Pengertian lain dari COG adalah kadar rata-rata terendah dari endapan bahan galian yang masih memberikan keuntungan apabila endapan tersebut ditambang. Maka cut off grade inilah berperan penting dalam menentukan batas-batas atau besarnya cadangan, serta menentukan perlu tidaknya dilakukan mixing/blending
2 Break Even Stripping Ratio (BESR)
Untuk menganalisis kemungkinan sistem penambangan yang akan digunakan, apakah tambang terbuka ataukah tambang bawah tanah, maka dipelajari Break Even Stripping Ratio (BESR), yaitu perbandingan antara biaya penggalian endapan bijih (ore) dengan biaya pengupasan tanah penutup (overburden)
Pertimbangan Teknis
1 Ultimate Pit Slope
Ultimate pit slope adalah batas akhir atau paling luar dari suatu tambang terbuka yang masih diperbolehkan, dan pada kemiringan ini jenjang masih tetap mantap (stabil). Jadi dalam menentukan kemiringan lereng suatu tambang harus ditinjau dari dua segi, yaitu :
- dari segi ekonomis masih menguntungkan
- dari segi teknis keamanannya bisa dijamin.
Dengan demikian, maka faktor-faktor yang mempengaruhi kemiringan lereng (ultimate pit slope) suatu tambang adalah :
- BESR yang masih diperbolehkan
- Struktur geologi yang meliputi joint, bidang-bidang geser, patahan, dll.
- Ada air, yaitu kandungan air tanah di dalam lapisan-lapisan batuan.
- Unsur waktu
2 Sistem Pinirisan
Secara garis besar sistem penirisan tambang (drainage system) dapat dibagi menjadi 2 (dua) golongan yaitu sistem penirisan langsung atau (konvensional) dan sistem penirisan tidak langsung (inkonvensional).
a. Sistem penirisan langsung adalah sistem penirisan dengan cara mengeluarkan (memompa) air yang sudah masuk ke dalam tambang. Sistem penirisan langsung dibedakan menjadi 2 (dua), yaitu :
Penirisan dengan tunnel atau adit
Cara penirisan ini hanya bisa diterapkan untuk tambang yang terletak di daerah pegunungan atau berbentuk bukit. Air yang masuk ke dalam tambang dikeluarkan dengan cara mengalirkan air dari dasar tambang ke luar tambang melalui terowongan (tunnel/adit).
Penirisan dengan open sump
Cara penirisan inilah yang pada umumnya banyak digunakan di tambang-tambang terbuka. Air yang masuk ke dalam tambang dikumpulkan ke suatu sumuran (sump) yang biasanya dibuat di dasar tambang dan dari sumuran tersebut kemudian air dipompa keluar tambang.
b Sistem penirisan tak langsung adalah sistem penirisan dengan cara mencegah masuknya air ke dalam tambang (preventive drainage system) artinya dengan cara membuat beberapa lubang bor dibagian luar daerah penambangan atau di jenjang kemudian dari lubang-lubang bor tersebut air dipompa ke luar tambang. Ada beberapa macam cara penirisan tak langsung, yaitu :
- siemens methods
- small pipe with vacuum pump
- deep well pump method
- electro osmosis methods
3 Ukuran Jenjang (Bench Dimension)
Cara-cara pembongkaran akan mempengaruhi ukuran jenjang. Ada beberapa pendapat tentang ukuran jenjang itu, antara lain :
Menurut Head Quarter of US Army (pits and quarry tehnical bulletin)
W minimum = Y + Wt + Ls + G + WbW minimum = lebar jenjang minimum, m
Y = lebar yang disediakan untuk pengeboran, m
Wt = lebar yang disediakan untuk alat-alat, m
Ls = panjang power shovel tanpa panjang boom, m
G = floor cutting radius dari power shovel, m
Wb = lebar untuk broken material, m
Menurut L. Sheyyakov (mining of mineral deposits)
Lebar jenjang tergantung pada metoda penggalian dan kekerasan mateial yang ditambang.
Untuk material lunak
B = (1,00 sampai 1,50) Ro + L + L1 + L2
Keterangan
B = lebar jenjang, m
Ro = digging radius dari alat muat, m
L = jarak antara sisi jenjang (bench) dengan rel, 3-4 m
L1 = lebar lori, 1,75–3,00 m
L2 = jarak untuk menjaga agar tidak longsor, m
Untuk material keras
B = N + L + L1 + L2
Keterangan
B = lebar jenjang, m
N = lebar yang dibutuhkan untuk broken material, m
Disini tidak disediakan lebar untuk alat-muat/gali karena dianggap alat muat bekerja disamping broken material.
Menurut Melinkov dan Chevnokoy (safety in open cast mining)
Untuk lapisan yang lunak (soft strata)
B = 2R + C + C1 + L
Keterangan
B = lebar jenjang, m
R = digging radius dari alat muat, m
C = jarak sisi jenjang broken material ke garis tengah rel, m
L = lebar pengaman (safety), biasanya selebar dump truck, m
Untuk lapisan yang keras (hard strata)
B = a + C + C1 + L + A
Keterangan
B = lebar jenjang, m
a = lebar untuk broken material, m
A = lebar pemotongan pertama (awal), m
Menurut Popov (the working of mineral deposit)
a. Tinggi jenjang dan kemiringannya
Kemiringan jenjang tergantung dari kandungan air pada material. Material yang relatif kering biasanya memungkinkan kemiringan jenjang yang lebih besar. Umumnya tinggi jenjang berkisar antara 12–15 m, dengan kemiringan :
untuk batuan beku : 70o - 80o
untuk batuan sedimen: 50o - 60o
untuk pasir kering : 40o - 50o
untuk batuan yang argilaceous : 35o - 45o
b. Lebar jenjang
Lebar jenjang antara 40–60 m, biasanya juga dibuat antara 80–100 m. Jika memakai multi row bore hole. Lebar minimum untuk batuan keras :
Vr = A + C + C1 + L + B
Keterangan :
Vr = lebar jenjang minimum, m
A = lebar broken material, m
C1 = 0,50 lebar lori = 2–3 m
B = lebar endapan yang diledakkan = 6–12 m
L = lebar yang ada menjamin extraction endapan pada jenjang di bawahnya
Menururt E. P. Pfleider (surface mining)
Tinggi jenjang : L = Lm x Sf
Keterangan :
L = tinggi jenjang, m
Lm = maximum cutting height dan alat muat
Sf = swell factor = 1/3 untuk cara corner cut dan = 0,50 untuk cara box cut
Menurut Hustrulid (open pit mine planning and design)
Pada tambang terbuka, masing-masing jenjang memiliki permukaan bagian atas dan bagian bawah yang dipisahkan oleh jarak H yang disebut dengan tinggi jenjang. Kemudian permukaan sub-vertikal yang tersingkap dan disebut dengan muka jenjang. Semuanya itu digambarkan dengan kaki lereng (toe), puncak (crest) dan sudut muka jenjang (face angle). Sudut muka jenjang ini dapat bervariasi tergantung dari karakteristik batuan, orientasi jenjang dan peledakan. Pada batuan keras sudut ini bervariasi antara 550–800. Bagian-bagian jenjang tersebut dapat digambarkan pada Gambar 01
Permukaan jenjang yang tersingkap paling bawah disebut jenjang dasar (bench floor). Lebar jenjang ini adalah jarak antara crest dan toe yang diukur sepanjang permukaan jenjang bagian atas. Lebar bank adalah proyeksi horisontal dari muka jenjang. Terdapat beberapa tipe jenjang.
Jenjang kerja adalah suatu jenjang dimana dilakukan proses penambangan. lebar yang digali dari jenjang kerja ini disebut cut. Lebar jenjang kerja (WB) didefinisikan sebagai jarak dari crest pada jenjang dasar keposisi toe yang baru setelah cut digali. (lihat Gambar 02).
Setelah cut dipindahkan maka akan terlihat sisanya adalah sebagai jenjang pengaman atau jenjang penangkap (catch bench) dengan lebar SB. Tujuan pembuatan jenjang penangkap ini adalah :
a Untuk penahan material yang meluncur dari jenjang yang ada di atasnya
b Untuk memberhentikan pergerakan boulder yang bergerak ke bawah
Secara umum lebar dari jenjang penangkap adalah 2/3 dari tinggi jenjang sedangkan pada akhir umur tambang lebar jenjang penangkap kadang-kadang dikurangi sampai kira-kira 1/3 dari tinggi jenjang. Kadang-kadang jenjang ganda (double benches) ditinggalkan sepanjang final pit seperti pada Gambar 04
Sebagai tambahan pada jenjang penangkap, tumpukan material bongkahan (berm) biasanya sering terdapat di sepanjang crest. Dengan terdapatnya tumpukan tersebut maka akan terbentuk suatu saluran antara tumpukan dan kaki lereng (toe) untuk menangkap batuan yang jatuh (falling rock). Menurut Call (1986) bahwa geometri jenjang penangkap direkomendasikan untuk didesain seperti pada Gambar 05
Referensi/Daftar Pustaka :
Buku Ajar Perencanaan Tambang, oleh Dr.Ir. Irwandy Arif, M.Sc. Ir. Gatut S. Adisoma, Ph.D.
1 Cut Off Grade (COG)
Pengertian dari Cut Off Grade adalah kadar endapan bahan galian terendah yang masih memberikan keuntungan apabila ditambang.
Pengertian lain dari COG adalah kadar rata-rata terendah dari endapan bahan galian yang masih memberikan keuntungan apabila endapan tersebut ditambang. Maka cut off grade inilah berperan penting dalam menentukan batas-batas atau besarnya cadangan, serta menentukan perlu tidaknya dilakukan mixing/blending
2 Break Even Stripping Ratio (BESR)
Untuk menganalisis kemungkinan sistem penambangan yang akan digunakan, apakah tambang terbuka ataukah tambang bawah tanah, maka dipelajari Break Even Stripping Ratio (BESR), yaitu perbandingan antara biaya penggalian endapan bijih (ore) dengan biaya pengupasan tanah penutup (overburden)
Pertimbangan Teknis
1 Ultimate Pit Slope
Ultimate pit slope adalah batas akhir atau paling luar dari suatu tambang terbuka yang masih diperbolehkan, dan pada kemiringan ini jenjang masih tetap mantap (stabil). Jadi dalam menentukan kemiringan lereng suatu tambang harus ditinjau dari dua segi, yaitu :
- dari segi ekonomis masih menguntungkan
- dari segi teknis keamanannya bisa dijamin.
Dengan demikian, maka faktor-faktor yang mempengaruhi kemiringan lereng (ultimate pit slope) suatu tambang adalah :
- BESR yang masih diperbolehkan
- Struktur geologi yang meliputi joint, bidang-bidang geser, patahan, dll.
- Ada air, yaitu kandungan air tanah di dalam lapisan-lapisan batuan.
- Unsur waktu
2 Sistem Pinirisan
Secara garis besar sistem penirisan tambang (drainage system) dapat dibagi menjadi 2 (dua) golongan yaitu sistem penirisan langsung atau (konvensional) dan sistem penirisan tidak langsung (inkonvensional).
a. Sistem penirisan langsung adalah sistem penirisan dengan cara mengeluarkan (memompa) air yang sudah masuk ke dalam tambang. Sistem penirisan langsung dibedakan menjadi 2 (dua), yaitu :
Penirisan dengan tunnel atau adit
Cara penirisan ini hanya bisa diterapkan untuk tambang yang terletak di daerah pegunungan atau berbentuk bukit. Air yang masuk ke dalam tambang dikeluarkan dengan cara mengalirkan air dari dasar tambang ke luar tambang melalui terowongan (tunnel/adit).
Penirisan dengan open sump
Cara penirisan inilah yang pada umumnya banyak digunakan di tambang-tambang terbuka. Air yang masuk ke dalam tambang dikumpulkan ke suatu sumuran (sump) yang biasanya dibuat di dasar tambang dan dari sumuran tersebut kemudian air dipompa keluar tambang.
b Sistem penirisan tak langsung adalah sistem penirisan dengan cara mencegah masuknya air ke dalam tambang (preventive drainage system) artinya dengan cara membuat beberapa lubang bor dibagian luar daerah penambangan atau di jenjang kemudian dari lubang-lubang bor tersebut air dipompa ke luar tambang. Ada beberapa macam cara penirisan tak langsung, yaitu :
- siemens methods
- small pipe with vacuum pump
- deep well pump method
- electro osmosis methods
3 Ukuran Jenjang (Bench Dimension)
Cara-cara pembongkaran akan mempengaruhi ukuran jenjang. Ada beberapa pendapat tentang ukuran jenjang itu, antara lain :
Menurut Head Quarter of US Army (pits and quarry tehnical bulletin)
W minimum = Y + Wt + Ls + G + WbW minimum = lebar jenjang minimum, m
Y = lebar yang disediakan untuk pengeboran, m
Wt = lebar yang disediakan untuk alat-alat, m
Ls = panjang power shovel tanpa panjang boom, m
G = floor cutting radius dari power shovel, m
Wb = lebar untuk broken material, m
Menurut L. Sheyyakov (mining of mineral deposits)
Lebar jenjang tergantung pada metoda penggalian dan kekerasan mateial yang ditambang.
Untuk material lunak
B = (1,00 sampai 1,50) Ro + L + L1 + L2
Keterangan
B = lebar jenjang, m
Ro = digging radius dari alat muat, m
L = jarak antara sisi jenjang (bench) dengan rel, 3-4 m
L1 = lebar lori, 1,75–3,00 m
L2 = jarak untuk menjaga agar tidak longsor, m
Untuk material keras
B = N + L + L1 + L2
Keterangan
B = lebar jenjang, m
N = lebar yang dibutuhkan untuk broken material, m
Disini tidak disediakan lebar untuk alat-muat/gali karena dianggap alat muat bekerja disamping broken material.
Menurut Melinkov dan Chevnokoy (safety in open cast mining)
Untuk lapisan yang lunak (soft strata)
B = 2R + C + C1 + L
Keterangan
B = lebar jenjang, m
R = digging radius dari alat muat, m
C = jarak sisi jenjang broken material ke garis tengah rel, m
L = lebar pengaman (safety), biasanya selebar dump truck, m
Untuk lapisan yang keras (hard strata)
B = a + C + C1 + L + A
Keterangan
B = lebar jenjang, m
a = lebar untuk broken material, m
A = lebar pemotongan pertama (awal), m
Menurut Popov (the working of mineral deposit)
a. Tinggi jenjang dan kemiringannya
Kemiringan jenjang tergantung dari kandungan air pada material. Material yang relatif kering biasanya memungkinkan kemiringan jenjang yang lebih besar. Umumnya tinggi jenjang berkisar antara 12–15 m, dengan kemiringan :
untuk batuan beku : 70o - 80o
untuk batuan sedimen: 50o - 60o
untuk pasir kering : 40o - 50o
untuk batuan yang argilaceous : 35o - 45o
b. Lebar jenjang
Lebar jenjang antara 40–60 m, biasanya juga dibuat antara 80–100 m. Jika memakai multi row bore hole. Lebar minimum untuk batuan keras :
Vr = A + C + C1 + L + B
Keterangan :
Vr = lebar jenjang minimum, m
A = lebar broken material, m
C1 = 0,50 lebar lori = 2–3 m
B = lebar endapan yang diledakkan = 6–12 m
L = lebar yang ada menjamin extraction endapan pada jenjang di bawahnya
Menururt E. P. Pfleider (surface mining)
Tinggi jenjang : L = Lm x Sf
Keterangan :
L = tinggi jenjang, m
Lm = maximum cutting height dan alat muat
Sf = swell factor = 1/3 untuk cara corner cut dan = 0,50 untuk cara box cut
Menurut Hustrulid (open pit mine planning and design)
Pada tambang terbuka, masing-masing jenjang memiliki permukaan bagian atas dan bagian bawah yang dipisahkan oleh jarak H yang disebut dengan tinggi jenjang. Kemudian permukaan sub-vertikal yang tersingkap dan disebut dengan muka jenjang. Semuanya itu digambarkan dengan kaki lereng (toe), puncak (crest) dan sudut muka jenjang (face angle). Sudut muka jenjang ini dapat bervariasi tergantung dari karakteristik batuan, orientasi jenjang dan peledakan. Pada batuan keras sudut ini bervariasi antara 550–800. Bagian-bagian jenjang tersebut dapat digambarkan pada Gambar 01
Gambar 01
Bagian Jenjang Menurut Hastrulid
Permukaan jenjang yang tersingkap paling bawah disebut jenjang dasar (bench floor). Lebar jenjang ini adalah jarak antara crest dan toe yang diukur sepanjang permukaan jenjang bagian atas. Lebar bank adalah proyeksi horisontal dari muka jenjang. Terdapat beberapa tipe jenjang.
Jenjang kerja adalah suatu jenjang dimana dilakukan proses penambangan. lebar yang digali dari jenjang kerja ini disebut cut. Lebar jenjang kerja (WB) didefinisikan sebagai jarak dari crest pada jenjang dasar keposisi toe yang baru setelah cut digali. (lihat Gambar 02).
Gambar 02
Penampang Jenjang Kerja
a Untuk penahan material yang meluncur dari jenjang yang ada di atasnya
b Untuk memberhentikan pergerakan boulder yang bergerak ke bawah
Gambar 03
Fungsi Jenjang Penangkap
Secara umum lebar dari jenjang penangkap adalah 2/3 dari tinggi jenjang sedangkan pada akhir umur tambang lebar jenjang penangkap kadang-kadang dikurangi sampai kira-kira 1/3 dari tinggi jenjang. Kadang-kadang jenjang ganda (double benches) ditinggalkan sepanjang final pit seperti pada Gambar 04
Gambar 04
Jenjang Ganda Pada Final Pit Limit
Gambar 05
Geometri Jenjang Penangkap
Referensi/Daftar Pustaka :
Buku Ajar Perencanaan Tambang, oleh Dr.Ir. Irwandy Arif, M.Sc. Ir. Gatut S. Adisoma, Ph.D.
