Coal Under Ground Mining Methods

Metode Penambangan Batubara Bawah Tanah

(Coal Underground Mining Methods)

1.      Pendahuluan

Secara umum metode penambangan dibagi menjadi 4 yaitu  tambang terbuka (surface mining ), tambang dalam/bawah tanah ( underground mining), tambang bawah air ( underwater mining), dan tambang ditempat ( insitu mining ).Pada makalah ini akan dibahas mengenai tambang bawah tanah saja yang diterapkan unutk batubara. Definisi Tambang dalam/tambang bawah tanah (underground mining) adalah metode penambangan yang segala kegiatan atau aktivitas penambangannya dilakukan di bawah permukaan bumi, dan tempat kerjanya tidak langsung berhubungan dengan udara luar. Hal ini tentu akan membuat cukup banyak perbedaan dari segi peralatan dan metode yang dipakai dibandingkan dengan tambang terbuka. Secara khusus Hartman (1987) membagi secara khusus dan rinci ke empat metode diatas pada table I.1 dibawah ini.

Tabel I.1 Klasifikasi Metode Penambangan  ( Hartman, 1987)

Sistem	Kelas	Metode	Bahan Galian
Conventional
Tambang Terbuka	Mekanis	Open pit mining*	Metal,non-metal
		Quarrying*	Non-metal
		Opencast mining*	Batubara, non-metal
		Auger Mining*	Batubara, metal, non-metal
	Aquaeous	Hydraulicking*	Metal, non-metal
		Dredging*	Metal, non-metal
Tambang Bawah Tanah	Swa-sangga ( self supported )	Room & Pillar Mining*	Batubara, non-metal
		Stope & Pillar Mining*	Metal, non-metal
		Underground Gloryhole	Metal, non-metal
		Gophering	Metal, non-metal
		Shrinkage Stoping	Metal, non-metal
		Sublevel Stoping*	Metal, non-metal
	Berpenyangga buatan ( supported)	Cut & Fill Stoping*	Metal
		Stull Stopping	Metal
		Square Set Stoping	Metal
	Ambrukan ( caving)	Longwall Mining*	Batubara, non metal
		Sublevel caving	Metal
		Block caving*	Metal
Inconventional
Novel ( insitu )		Penggalian Cepat	Batuan keras
		Automasi, Robotik	Semua
		Gasifikasi Bawah tanah	Batubara, batuan lunak
		Retorting Bawah tanah	Hidrokarbon
		Tambang Samudera	Metal
		Tambang Nuklir	Non-batubara
		Tambang luar bumi	Metal, non-metal

*) = Metode Penambangan yang lazim diterapkan

Pada penambangan batubara bawah tanah metode yang lazim diterapkan yakni ada 2 yaitu room and pillar method dan longwall mining. Pemilihan metode ini dikarenakan umumnya endapan batubara yang berlapis dan mendatar ( flat deposit ) selain itu juga penyebaran batubara mencakup daerah yang luas dan pada level yang relatif sama. Selain itu juga pemilihan alat penggalian pada kedua metode tersebut di sesuaikan dengan sifat fisik batubara yang brittle.

1.      Pembahasan

1.1.      Room and Pillar mining method.

Metode room and pillar dan stope and pillar menggunakan lubang bukaan mendatar, perbandingan lebar lubang bukaan terhadap pilar kecil, penyanggaan pada semua lubang bukaan ringan sampai moderat. Metode ini idealnya diterapkan untuk endapan mendatar misalnya batubara, Beberapa jenis endapan nonlogam (boraks, flourspar, batugamping, garam,dsb) dan sedikit endapan logam (besi, timbal, dsb). Pada akhir penambangan, terkadang dilakukan ekstraksi pilar, yaitu mengambil endapan yang semula sebagai pilar, dengan maksud untuk meningkatkan perolehan tambang (recovery). Namun hal ini dapat menyebabkan terjadinya ambrukan ( subsidence ) pada permukaan tanah daerah yang di ekstraksi. Metode room and pillar cocok diterapkan untuk endapan yang memiliki karakteristik sebagai berikut:

1.      Kekuatan cadangan yang ditambang: lemah sampai moderat.

2.      Kekuatan batuan sekitar: moderat sampai kuat.

3.      Bentuk cadangan: rata (tabular).

4.      Kemiringan cadangan: 0 - 15 derajat.

5.      Ukuran endapan: penyebaran luas, tebal 1 - 4,50 m.( khusus batubara minimum ketebalan yakni 1000 feet (Hanz Hamrin, 2001 ))

6.      Kadar cadangan: moderat.

7.      Kedalaman: dangkal sampai moderat (untuk batubara kurang dari 600 m).

Pada metode ini, pengambilan endapan dilakukan dengan meninggalkan pilar-pilar dengan letak dan ukuran yang beraturan. Fungsi pilar di sini ialah untuk menjamin agar rongga penambangan tidak runtuh. Sebagai alat gali dapat digunakan mulai dari sistem nonmekanis (gancu, sekop) sampai dengan system mekanis penuh (continuous miner, road header). Untuk sistem mekanis penuh dibedakan menjadi dua sistem yaitu (lihat Gambar 2.1 dan 2.2):

1.      Sistem mekanis konvensional: alat gali muat dan angkut bergerak dari satu tempat ke tempat lain, seperti: coal cutting machine, loading machine dan shuttle car.

2.      Sistem mekanis kontinyu: alat gali muat dan angkut tidak bergerak, seperti: continuous miner dan conveyor belt.

   

Gambar 2.1. Metode room and pillar. (kiri: mekanis konvensional, kanan:

mekanis kontinyu (Hartman, 1987)).

   

Gambar 2.2 Metode Room and Pillar yang lazim di pakai

 

Kerugian dari metode room and pillar diatas yaitu :

1.      Tingkat Recovery Batubara rendah ± 60%, hal ini dikarenakan sebagian lapisan batubara ditinggalkan sebagai Pillar untuk menopang roof.

2.      Alat yang dapat dipakai terbatas dan sulit untuk bermanuver secara bebas.

3.      Efisiensi sangat rendah

4.      Membutuhkan banyak operator ( untuk metode konvensional non-continous )

2.2       Longwall Mining Method

Dalam Prinsipnya, Longwall mining sedikit ada kaitan dengan metode sebelumnya, hanya dalam teknik penambangannya pillar sengaja dibuat hanya untuk menyangga atap ( highwall). Sebuah lapisan batubara yang memiliki lapisan dengna dimensi 7000 ft x 800 ft x 7 ft dapat dilakukan penambangan dengan metode ini. Sebuah tunnel / panel yang panjang dibuat terlebih dahulu dengan penyanggan hidrolik. ( Gambar 2.3  ). Pada gambar 2.3 tersebut memiliki ukuran cadangan lebih dari 1 juta ton batubara dimana dalam satu kali maneuver Drum shearer. Persentase recovery yang diperoleh dapat mencapai 80 %.

Gambar 2.3 Operasi Penambangan Batubara dengan Longwall Mining

Dalam proses ekstraksi, beberapa pilar batubara di tinggalkan di berbagai bagian tambang untuk menopang atap agar tidak runtuh. Area yang telah di tambang dapat ditinggalkan dan dibiarkan runtuh, umumnya menyebabkan beberapa permukaan mengalami subsidence. Penggalian dengan longwall mining adalah operasi yang berkelanjutan ( continous mining) yang juga melibatkan self-advancing hydraulic roof supports ( penyanggan hidarulic). Untuk pengupasan sebuah alat penggerus batubara yang modern dan belt conveyor yang pararel terhadap coal face juga menjadi alat utama untuk pengangkutan batubara yang telah digali. Sistem penyanggan hidraulik tersebut dapat digerakan searah dengan arah penambangan. Ketika drum shearer/ cutter telah mencapai batas akhir coal face, lengan dari drum shearer akan berganti arah dan arah pemotongan juga berbalik arah seiring bergeraknya drum shearer, penyangga akan maju ke depan mendorong drum shearer. ( gambar 2.4 ) Proses ini berlangsung terus menerus hingga semua lapisan batubara terkupas semua.

Cara penambangan dengan longwall mining ini merupakan operasi yang berkesinambungan ( continous mining ) dimana proses pengupasan, penggalian serta pengangkutan batubara yang telah dikupas menyatu sehingga jika salah satu komponen rusak maka operasi penambangan akan berhenti.

Coal seam

Pillar

Pillar

Gambar 2.4 Proses Kerja Penambangan Longwall Mining

                        Longwall mining juga memiliki beberapa keuntungan yaitu :

1.      Sangat Efesien dalam penambangan batubara

2.      Tingkat produksi dan recovery sangat tinggi

3.      Karena bersifat continue maka dibuthkan operator lebih sedikit sehingga biaya produksi dapat ditekan

4.      Sistem ini mengkonsentrasikan operator dan peralatan pada working sections yang lebih sedikit, sehingga membuat tambang lebih mudah di atur

5.      Tingkat keamanan lebih tinggi dengan penyangga yang dapat di gerakaan.

6.      Tidak memerlukan peledakan, sehingga mengurangi bahaya ledakan tambagn akibat gas metan.