Modul Iii Tambang Bawah Tanah 6t1z1y

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 lubanglubang bukaan lain seperti drift, crosscut, raise, winze, ore , 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. ed Stoping (ed 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 > 60 o. (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. ed 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 , 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 .

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). (b) Berukuran besar, letaknya boleh mendatar ataumiring, sebaiknya dengan kemiringan 65o. Untuk ukuran yang tipis, yaitu 2 - 3 meter, dan Metode Tambang Bawah Tanah (Underground Mining Methods)

- 12

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. (d) Memiliki nilai endapan bijih yang tinggi atau sedang dan selective mining tidak perlu dilakukan. Metode Tambang Bawah Tanah (Underground Mining Methods)

- 14

(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 ) terdekat dadn selanjutnya dibawa ke main haulage level (lihat Gambar 10).

Gambar 10. Sub level caving

3.1.3.3. Block caving Cara ini sesuai untuk endapan bijih yang memiliki sifat-sifat sebagai berikut :

Metode Tambang Bawah Tanah (Underground Mining Methods)

- 15

(a) Endapan bijih mudah pecah atau runtuh dan dapat dipisahkan dari block di sebelahnya. Batuan penutup (capping) juga mudah pecah merupakan

bongkahan-bongkahan

kecil

dan

tekanannya

dan 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 rocknya 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

3.2. METODE PENAMBANGAN BAWAH TANAH UNTUK ENDAPAN BATUBARA

Metode Tambang Bawah Tanah (Underground Mining Methods)

- 17

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 kirikanannya selanjutnya dibagi menjadi blok-blok yang lebih kecil atau s 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. Bilamana lombong sudah terlalu lebar (> 15 m), biasanya ditimbun dengan

Metode Tambang Bawah Tanah (Underground Mining Methods)

- 19

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

DAFTAR PUSTAKA Metode Tambang Bawah Tanah (Underground Mining Methods)

- 21

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