Geoteknik Tambang

     Maksud dan tujuan dari belajar Geoteknik Tambang adalah memberikan pengetahuan teori dan praktek bagi tenaga di bidang pertambangan baik dari perencana maupun pelaksana bahwa kondisi geoteknik dan mampu mengubah desain dan jadwal penambangan yang ditargetkan. Dengan demikian pelaksana langsung dilapangan dapat memberikan informasi yang akurat kepada perencana setiap adanya perubahan geoteknik yang dapat mempengaruhi penambangan.

     Geoteknik atau dikenal sebagai engineering geology Merupakan bagian dari rekayasa sipil yang didasarkan pada pengetahuan yang terkumpul selama sejarah penambangan. Seorang ahli sipil yang merancang terowongan, jalan raya, bendungan atau lainya memerlukan suatu estimasi bagaimana tanah dan batuan merespon tegangan, sehingga dalam hal ini penyelidikan geoteknik merupakan bagian dari uji lokasi dan merupakan dasar untuk pemilihan lokasi. Bagian dari ilmu geoteknik yang berhubungan dengan respon material alami terhadap gejala deformasi disebut dengan geomekanika.

     Geoteknik merupakan salah satu dari banyak alat dalam perencanaan atau design tambang. Data geoteknik harus digunakan secara benar dengan kewaspadaan dan asumsi-asumsi serta batasan-batasab yang ada untuk dapat mencapai hasil seperti yang diinginkan.

     Dalam urutan kegiatan pertambangan , eksplorasi merupakan proses evaluasi teknis untk mendapatkan model badan bijih. Model cadangan suatu badan bijih yang diinterpretasikan dari hasil eksplorasi langsung maupun tak langsung. Sebelum ditentukan cara penambanganya apakah dengan open pit maupun underground mining harus dianalisis secara geoteknik.

     Salah satu faktor yang mempengaruhi keputusan tersebut adalah ketidakselarasan struktur geologi. Pola-pola dari patahan, rekahan, dan bidang perlapisan mendominasi perilaku batuan dalam tambang terbuka kareana terdapat gaya penahan yang kecil untuk mencegah terjadinya luncuran dan adanya gaya tekan ke atas dari permukaan air yang terdapat dari rekahan (tekanan air pori).

     Materi Geoteknik tambang untuk para ahli tambang, antara lain :

1. Interpretasi peta geologi, poto udara dan citra ke arti geoteknik regional
2. Pengumpulan data struktur dari lubang bor, singkapan dan tambang bawah tanah dan penyajianya secara stereografis dan perhitungan faktor keamanan secara stereografis
3. Aplikasi metoda geofisika.
4. Pengambilan data lapangan untuk klasifikasi batuan dan keperluan sampling.
5. Hidrogeologi yang meliputi cara sampling untuk mendapatkan parameter yang diperlukan , desain sumur, serta pemilihan peralatan yang tepat.
6. Klasifikasi batuan dan pemakaianya untuk desain.
7. Peraturan keselamatan dan kesehatan kerja tambang terbuka.
8. Kestabilan lereng.
9. Analisa lereng dengan cara non-konvensional.
10. Penguatan untuk tambang terbuka.
11. Monitoring.

     Dalam penambangan secara tambang terbuka (open pit), Sudut kemiringan adalah satu faktor utama yang mempengaruhi bentuk dari final pit dan lokasi dari dinding-dindingnya. Dikarenakan dari perbedaan dari keadaan geologinya, maka kemiringan optimum dapat beragam diantara berbagai pit dan bahkan dapat beragam pula dalam satu pit yang sama. Sudut pit pada umumnya dapat dikatakan sebagai sejumlah waste yang harus dipindahkan untuk menambang bijih.

     Dalam tambang bawah tanah pengaruh ketidak selarasan kurang dominan, namun tetap harus diperhatikan. Permukaan patahan pada kedalaman tertentu merupakan tempat yang memiliki kohesi yang rendah dan tempat berakumulasinya tegangan. Permukaan rekahan dan belahan merupakan bidang lemah dengan resistansi yang rendah untuk menahan tegangan, dan memiliki kecenderungan terbuka saat terganggu oleh aktivitas peledakan (blasting).

     

Gambar 1. Contoh Aplikasi Geoteknik Pada Tambang Terbuka

Gambar 2. Contoh Dalam Satu Pit Terdapat Sudut-sudut Kemiringan Yang berbeda

     Instrumentasi yang modern dalam mekanika batuan memberikan cara pengukuran yang lebih baik terhadap pengaruh kombinasi kekuatan batuan dan cacat struktur. Keuntungan khusus dari study  mekanika batuan modern adalah lokasi dan material dapat diuji lebih lanjut. Daerah kerja tambang dapat dirancang secara detail. Detail-line mapping dilakukan untuk menggambarkan proyeksi rekahan dan kontak yang orientasinya menyebar sepanjang singkapan atau suatu muka tambang.

     Lembar data tipikal yang digunakan dalam metoda ini, menunjukan jenis informasi yang dikumpulkan. Posisi rekahan yang dihasilkan dalam detail-line mapping yang diplot pada stereonet untuk sievaluasi. Pendekatan lainya untuk study struktur detail dalam pertambangan adalah fracture-set mapping yang dalam hal ini semua rekahan diukur dan dideskripsikan dalam beberapa area tambang kemudian dikelompokan berdasarkan karakteristik tertentu. kelompok tersebut dideskripsikan dan posisi individualnya diplot pada Schmidt net (equal-area net).

      Persentase terbesar tentang informasi struktur yang digunakan dalam perencanaan tambang berasal dari inti bor. Spasi rekahan, posisi relatif terhadap lubang bor, dan jenis pengisian rekahan harus dideskripsikan secermat mungkin. Dalam pengamatan inti bor untuk informasi struktur dikenal istilah RQD (rock-quality designation) yaitu persen inti bor yang diperoleh dan hanya dihitung untuk inti bor yang memiliki panjang 10 cm aatau lebih.

Tabel 1. Klasifikasi Kualitas batuan Berdasarkan RQD (Peters, 1978)

Gambar 3. Core Sampling

      Sebagai contoh : Jika total kemajuan pemboran 130 cm, total inti bor yang diperoleh 104 cm, maka perolehan init bor (Core recovery) adalah 104/130 = 80%. Jumlah panjang inti bor dengan panjang 10 cm atau lebih adalah 71,5 cm, sehingga besarnya RQD = 71,5/130 = 55% artinya kualitas batuan yang bersangkutan adalah sedang.

     Penyelidikan dengan seismik kadang-kadang digunakan untuk pengukuran secara tidak langsung terhadap "rock soundness". Salah satu aplikasi khusus metoda seismik adalah untuk menentukan rippability yaitu suatu ukuran dimana batuan dan tanah dapat dipindahlan oleh bulldozer-ripper dan scrapper tanpa peledakan.
   
      Tabel 2 memberikan penjelasan lebih detail mengenaiinformasi geologi yang digunakan dalam rock-slope engineering. yang menunjukan apa saja yang diperlukan dalam merekam cacat struktur batuan.

Tabel 2. Informasi geologi yang diperlukan untuk merekam cacat struktur  dalam batuan (Peters, 1978)

     Berikut ini beberapa istilah dan pengertian berkaitan dengan pengujian Geomekanika :

1. Tegangan (stress) adalah gaya yang bekerja tiap satuan luas permukaan. simbolnya adalah untuk tegangan normal dan tegangan geser.
2. Regangan (strain) adalah respon yang diberikan oleh suatu material akibat dikenai tegangan. Simbolnya adalah menunjukan deformasi (pemendekan atau pemanjangan) per satuan panjang mula-mula.
3. Kuat geser (shear strength) adalah besarnya tegangan atau beban pada saat material hancur dalam geseranya.
4. Modulus young (E) adalah ukuran kekakuan yang merupakan suatu konstanta untuk setiap padatan yang klastik. Sering disebut modulus elastisitas yang merupakan perbandingan antara tegangan terhadap regangan.
5. Rasio poisson berkaitan dengan besarnya regangan normal transfersal terhadap regangan normal longitudinal dibawah tegangan uniaksial. Nilainya berkisar sekitar -0,2.

     Terhadap beberapa jenis kekuatan batuan, yaitu :

1. Kuat kompresif tak tertekan uniaksial yang diuji dengan suatu silinder atau prisma terhadap titik pecahnya. Gambar 2 menunjukan jenis uji dan rekahan tipikal yang berkembang diatas bidang pecahnya.
2. Juat tarik (tensile strength) ditentukan dengan uji Brazilian suatu piringan ditekan sepanjang diameter atau dengan uji langsung yang meliputi tarikan sebenarnya atau bengkokan dari prisma batuan.
3. Kuat geser (shear strength) yang diuji secara langsung dalam suatu "shear box"  atau diukur sebagai komponen pecahan kompresi.
4. Kuat geser kompresif triaksial yang diuji dengan penempatan dalam suatu silinder berselubung dimana batuan ditempatkan pada tempat yang diisi fluida, sehingga tekanan lateral maupun pembebanan aksial dapat diberikan.

     Kekuatan batuan dapat diukur secara insitu (dilapangan) sebaik pengukuran laboratorium. Regangan (deformasi) diukur di area tambangkemudian dihubungkan terhadap tegangan dengan berpedoman dengan konstanta  elastis dari laboratorium.Tegangan sebelum penambangan merupakan kondisi tegangan asli, sulit dihitung, tetapi merupakan parameter desain tambang yang penting. Tegangan tersebut umumnya diperkirakan dan diberi beberapa kuantifikasi dengan memasang sekelompok pengukur tegangan elektrik dalam "rosette" pada permukaan batuan, pemindahan batuan-batuan yang berdekatan, dan mengukur respon tegangan sebenarnya yang dilepaskan. Kondisi tegangan yang berkembang selama penambangan merupakan hal penting yang harus diperhatikan dalam operasi tambang sebaik dalam perancangan tambang. Regangan yang dihasilkan dari pola tegangan baru diukur dari waktu kewaktu atau dimonitor secara menerus selama penambangan  berlangsung.

     Hubungan tegangan-regangan merupakan dasar dari semua pekerjaan mekanika batuan. istilah deskriptif untuk hubungan tersebut adalah brittle versus ductile dan elastik versus plastik. Hubungan yang dihasilkan dari uji statik (fungsi waktu), dimana F merupakan titik pecah dalam kompresi uniaksial tak tertekan.

     Beberapa karakteristik kuat tekan dan kuat tarik yang telah diukur untuk beberapa jenis batuan  yan umum ditunjukan pada tabel 3.

Tabel 3. Kuat tekan uniaksial dam kuat tarik dari beberapa jenis batuan ( Peters, 1978)

TUJUAN 

1. Pit slope diusahakan harus dibuat setajam mungkin dengan tanpa menimbulkan kerugian ekonomi secara keseluruhan yang disebabkan karena ketidakstabilan kemiringan dan tanpa membahayakan keamanan dari pekerja maupun peralatn.
2. Menetapkan besarnya sudut kemiringan pit yang dianggap aman pada suatu pertambangan. Analisa harus mengidentifikasi daerah yang mempunyai potensi longsor atau daerah berbahaya lainya.

OBSERVASI UMUM

1. Memaksimalkan sudut kemiringan pit membantu mengoptimalkan pit dalam segi ekonomi (mengurangi strip ratio secara keseluruhan)
2. Pada umumnya kerugian secara ekonomi yang diakibatkan karena ketidakstabilan lerang, adalah :

• Kehilangan bijih
• Biaya stripping tambahan, karena push back baru untuk recover bijih yang tertutup longsor.
• Biaya pembersihan longsoran
• Biaya yang diasosiasikan dengan pembuatan jalur jalan angkut baru.
• Keterlambatan produksi 
• Produksi yang tidak efisien dikarena tidak adanya akses ke atau dari beberapa area kerja.

FAKTOR YANG MEMPENGARUHI KEMANTAPAN LERENG
     
      Faktor-faktor yang perlu diperhatikan dalam menganalisis kemantapan suatu lereng adalah sebagai berikut :

1. Penyebarab batuan ➔ Jenis batuan atau tanah, penyeberan dan hubungan antar batuan yang terdapat didaerah penyelidikan harus diketahui. Ini perlu dilakukan karena sifat-sifat fisis dan mekanis suatu batuan akan berbeda dengan batuan lainya, sehingga kekuatan menahan bebanya juga akan berbeda.
2. Relief permukaan bumi ➔ Relief permukaan bumi akan berpengaruh terhadap laju erosi dan pengendapan, dan juga akan menentukan arah aliran air permukaan dan air tanah, hal ini disebabkan karena pada daerah yang curam, kecepatan aliran airpermukaan tinggi dan mengakibatkan pengikisan lebih intensif dibandingkan dengan daerah yang landai. Karena erosi yang intensif, maka akan banyak dijumpai singkapan batuan dan ini akan menyebabkan pelapukan yang lebih cepat. batuan yang lapuk mempunyai kekuatan yang rendah sehingga kemantapan lereng menjadi berkurang.
3. Struktur Geologi ➔ Disini struktur geologi yang perlu diperhatikan adalah patahan (sesar), kekar, bidang perlapisan, perlipatan, ketidak selarasan dan struktur-struktur geologi lainya. Struktur geologi ini adalah merupakan hal yang penting didalam analisis kemantapan lereng. Karena struktur geologi adalah merupakan bidang lemah didalam suatu masa batuan dan dapat menurunkan kemantapan lereng.
4. Iklim ➔ Iklim berpengaruh terhadap kemantapan lerang karena iklim mempengaruhi perubahan temperatur. Temperatur yang cepat sekali berubah dalam waktu yang singkat akan mempercepat proses pelapukan batuan. Untuk daerah tropis pelpukan lebih cepat dibandingkan daerah dingin, oleh karena itu singkapan batuan pada lereng didaerah tropis akan lebih cepat lapuk dan ini akan menyebabkan lereng mudah longsor.
5. Geometri lereng ➔ Geometri lereng mencakup tinggi lereng dan sudut kemiringan lereng, lereng yang terlalu tinggi akan mengakibatkan menjadi tidak mantap dan cenderung untuk lebih mudah longsor dibandingkan dengan lereng yang tidak terlalu tinggi dan dengan jenis batuan penyusun yang sama. Demikian pula dengan sudut lereng, semakin besar sudut kemiringan lereng, maka akan semakin tidak mantap. Muka air tanah yang dangkal menjadikan lereng sebagian besar basah dan batuanya mempunyai kandungan air yang tinggi, kondisi ini menjadikan kekuatan batuan menjadi rendah dan batuan juga akan menerima tambahan beban air yang dikandung, sehingga menjadikan lereng lebih mudah longsor.
6. Gaya luar ➔ gaya luar ini berupa getaran-getaran yang berasal dari sumber yang berada didekat lereng tersebut. Getaran ini misalnya ditimbulkan oleh peledakan, lalu lintas kendaraan dan sebagainya. Gaya luar ini sedikit banyak dapat mempengaruhi kemantapan suatu lereng. 

 JENIS-JENIS LONGSORAN

     

     Jenis atau bentuk longsoran tergantung pada jenis material penyusun dari suatu lereng dan juga struktur geologi yang berkembang didaerah tersebut. Karena batuan dan tanah mempunyai sifat yang berbeda, maka jenis longsoranya pun akan berbeda pula. Adapun jenis-jenis dari longsoran uang umum dijumpai adalah sebagai berikut.

1. Longsoran Bidang (melingkar)

     Longsoran bidang merupakan suatu longsoran batuan yang terjadi sepanjang bidang luncur yang dianggap rata. Bidang luncur tersebut dapat berupa bidang kekar, rekahan (joint) maupun bidang perlapisan batuan.

     Syarat-syarat terjadinya longsoran bidang :

•  Terdapat bidang lincir bebas (daylight) berarti kemiringan bidang lurus lebih kecil dari pada kemiringan lereng.
• arah bidang perlapisan (bidang lemah) sejajar atau mendekati dengan arah lereng (maksimum bebbeda 20⁰).
• kemiringan bidang luncur atau lebih besar dari pada sudut geser dalam batuanya.
• Terdapat bidang geser (tidak terdapat gaya penahan) pada kedua sisi longsoran.

2. Longsoran baji

     Longsoran baji dapat terjadi pada suatu batuan jika lebih dari satu bidang lemah yang lemah dan bebas dan saling berpotongan. Sudut perpotongan antara bidang lemah tersebut lebih besar dari sudut geser dalam batuanya. Bidang lemah ini dapat berupa bidang sesar, rekahan (joint) maupun bidang perlapisan. cara longsoran baji dapat melalui satu atau beberapa bidang lemahnya maupun melalui garis perpotongan kedua bidang lemahnya.
     Longsoran baji dapat terjadi dengan syarat geometri sebagai berikut :

• Permukaan bidang lemah A dan bidang lemah B rata, tetapi kemiringan bidang lemah B lebih besar dai pada bidang lemah A.
• Arah penunjaman garis potong harus lebih kecil dari pada sudut kemiringan lereng.
• Bentuk longsoran dibatasi oleh muka lereng, bagian atas lereng dan kedua bidang lemah.

 3. Longsoran busur

     Longsoran busur adalah yang paling umum terjadi dialam, terutama pada batuan yang lunak (tanah). Pada batuan yang kerah longsoran busur hanya terjadi jika batuan tersebut sudah mengalami pelapukan dan mempunyai bidang-bidang lemah (rekahan) yang sangat rapat dan tidak dapt dikenali lagi kedudukanya.

     Pada longsoran bidang dan baji, kelongsoran dipengaruhi oleh struktur bidang perlapisan dan kekar yang membagi tubuh batuan kedalam massa diskontinuitas. Pada tanah pola strukturnya tidak menentu dan bidang gelincir bebas mencari posisi yang paling kecil hambatanya. Longsoran busur akan terjadi jika partikel individu pada suatu tanah atau massa batuan sangat kecil dan tidak saling mengikat. Oleh karena itu batuan yang telah lapuk cenderung bersifat seperti tanah.

     Tanda pertama suatu longsoran busur biasanya berupa suatu rekahan tarik permukaan atas atau muka lereng, kadang-kadang desertai dengan menurunya bagian permukaan atas lereng yang berada disamping rekahan. Penurunan ini menandakan adanya gerakan lereng yang pada akhirnya akan terjadi longsoran lereng, hanya dapat dilakukan apabila belum terjadi gerakan lereng tersebut.

4. Longsoran Guling (topple)

     Longsoran guling terjadi pada batuan yang kerah dan memiliki lereng terjal dengan bidang-bidang lemah yang tegak atau hampir tegak dan arahnya berlawanan dengan arah kemiringan lereng. Longsoran ini bisa berbentuk blok atau bertingkat. Kondisi untuk menggelincir atau meluncur ditentukan oleh sudut geser dalam dan kemiringan bidang luncurnya, tinggi balok dan lebar balok terletak pada bidang miring.

     Kondisi geometri yang diperlukan untuk terjadinya longsoran guling, antara lain : 

• Balok akan tetap mantap bola y < f dan b/h > tan f.
• Balok akan meluncur bila y > f dan b/h > tan f.
• Balok akan tergelincir, kemudian mengguling bila y > f dan b/h < tan f
• Balok akan langsung mengguling bila y < f dan b/h < tan f.

     

Read More

Perhitungan Cadangan Dengan Geostatistik dan kriging

     Kemajuan dalam teknologi perangkat keras dan lunak komputer saat ini menjadikan media digital sebagai media pilihan untuk penggambaran, pemetaan dan perhitungan cadangan. Bila gambar dan peta tersimpan dan tersajikan secara digital menggunakan paket-paket program terapan kelompok CAD ataupun GIS. maka hitungan panjang, luas dan volume dari satu gambar ataupun peta bisa diperoleh dengan mudah menggunakan program-program yang disediakan. Gambar yang dihitung luasnya bisa berupa gambar potongan, gambar kawasan yang dibatasi oleh garis kontur. Tahapan perhitungan cadangan dalam analisis geostatistik secara umum meliputi; pengamatan data lapangan, variografi, dan perhitungan variansi perkiraan dan variansi krigging.

     Geostatistik Adalah ilmu yang mempelajaria aplikasi dan teori mengenai variabel terregional (variabel berubah) pada berbagai fenomena gejala alam, terutama untuk menentukan volume bahan galian. Landasan dari pembelajaran geostatistik adalah "The Theory of Regionaliset variables" dimana data dari titik-titik sample mempunyai korelasi satu sama lain sesuai dengan karakteristik penyebarab endapan mineral

Baca Juga : Analisa Produktivitas Peledakan Untuk Mencapai Target Produksi Peledakan,
                  Metoda Perhitungan Sumberdaya cadangan

Perhitungan Cadangan Dengan Geostatistik : Perhitungan Luas

Perhitungan Luas Cara Analitis

Bentuk Dasar Beraturan

1. Persegi empat; Bila panjang persegi empat P dan lebar L, maka luasnya LPE= P x L

2. Segitiga  :

• Bila panjang satu sisi b dan tinggi segitiga pada sisi itu = h, maka luas segitiga LST = 1/2 bh.
• Bila sudut a diketahui dan sisi pengapitnya b dan c diketahui, maka luas segitiga LST = 1/2 bc sin a.
• Bila ketiga sisi segitiga masing-masing a, b, dan c diketahui, maka luas segitiga LST = (s(s - a)(s-b)(s-c))¹/² dengan s = 1/2 (a+b+c).

3. Trapesium ; Bila kedua sisi sejajar trapesium b₁ dan b₂ serta tingginya h diketahui, maka luas trapesium LTRP = 1/2(b₁ + b₂)h

Hasil bentukan dari bentuk dasar beraturan
1. Bentuk turunan trapesium :

• Cara offset dengan interval tidak tetap : A = 1/2(S₁ y₁ +S₂ y₂ + S₃y₃ + .... + Sn yn ) dengan S₁ = d₁, S₂ = d₁ + d₂, S₃ = d₂ + d₃, S₄ = d₃ + d₄ dan S₅ = d₄  

  

  Gambar : Hitungan luas cara offset dengan interval tidak tetap

• Cara offset dengan interval tetap : A = d {(y₁ + y₂)/² + y₂ + y₃ + ... + yn-₁} dengan d adalah interval yang sama. pada gambar diatas, d₁ = d₂ = d₃ = d₄ = d. cara offset A = l (h₁ + h₂ + h₃ + ... + hn) = i S hi. dengan i = 1 ... n 

  

  Gambar. Hitungan luas cara offset pus

2. Bentuk turunan trapesium dan "parabola". Trapesium dan parabola sebagai bentuk pendekatan  bentuk yang dibatasi oleh lengkungan polynomial.

• Cara simpson 1/3. dua bagian dianggap satu set A = //3 ( y₀ + 4y₁ + y₂) 

  

  Gambar. Hitungan luas cara simpson 1/3

  
  

• Cara simpson 1/3 untuk offset ganda berulang A = //3 {y₀ + yn + 4(y₂ + y₄ + ... + yn-₁) + 2 (y₃ + y₅ + ... + yn-₂)}

 3. Bentuk segi banyak cara koordinat

• Bila koordinat (X,Y) suatu segi banyak diketahui, maka luasnya adalah A = 1/2 S X (Y₊₁ - Y𝘪-₁) atau A =  1/2 S Y₁(Xı-₁ - Xi-₁)

  

  Gambar. Hitungan luas cara koordinat

4. Bentuk tanah asli beraturan

    Luas dihitung menggunakan rumus "typical" pada bentuk yang beraturan tersebut.

    Contoh : Luas galian pada potongan yang ditunjukan pada gambar berikut adalah A = h(W + r₁h)

Gambar. Luas galian pada bentuk tanah asli beraturan

 5. Bentuk tanah asli tidak beraturan

    Hitungan luas berdasarkan potongan lintang pada bentuk tanah asli tidak beraturan menggunakan cara koordinat. Koordinat perpotongan typical cross section dengan tanah asli harus dihitung.

Perhitungan Luas Cara Grafis 

1. Cara kisi-kisi : bagian yang akan ditentukan luasnya "dirajah" dengan menempatkan kisi-kisi  transparan dengan ukuran tertentu di atasnya. Luas = jumlah kelipatan kisi-kisi satuan.

Gambar. Hitungan luas cara kisi-kisi

 2. Cara lajur : bagian yang akan ditentukan luasnya " dirajah" dengan menempatkan lajur-lajur transparan dengan ukuran tertentu diatasnya. Luas setiap lajur = dl, bila d adalah lebar lajur dan l panjang lajur.

Gambar. Hitungan luas cara grafis lajur

Perhitungan Luas Cara Mekanis - Grafis

Luas gambar diukur dengan menelusuri batas tepinya menggunakan pelacak pada alat planimeter. Luas kawasan yang diukur diperoleh dengan mengalikan bacaan manual luas planimeter dikalikan dengan skala gambar pada planimeter digital. bacaan luas planimeter secara digital direkam dan disajikan langsung oleh alat.

Perhitungan Cadangan : Volume  

1. Cara Potongan melintang rata-rata : Bila A₁ dan A₂ merupakan luas dua buah penampang yang berjaraj L, maka volume yang dibatasi oleh kedua penampang ini V = 1/2 (A₁ + A₂) L

Gambar. Volume cara potongan melintang rata-rata

2. Cara jarak rata-rata dari penampang : V = 1/2(L₁ + L₂) A₀

Gambar. Volume cara jarak rata-rata

3. Cara Prisma dan Piramida Kotak

• Cara prisma : V =h /6(A₁ + 4 Am + A₂)

  

  Gambar. Volume cara prisma

• Cara piramida kotak V = h/3{A₁ +(A₁A₂)¹/² +A₂}

  

  Gambar. Volume cara piramida kotak

4. Cara ketinggian sama 

• Cara dasar ketinggian sama areal bujur sangkar, V = A/4(h₁ + 2 S h₂ + 3 S h₃ + 4 S h₄)          h₁ = ketinggian titik-titik yang digunakan i kali dalam hitungan volume.

  

  Gambar. Volume cara dasar sama - bujur sangkar

  Contoh lihat XYZ. Titik-titik berurutan dari pojok kiri atas ke kanan terus ke bawah masing-masing digunakan dalam hitungan bujur sangkar : 1, 2, 2, 2, 1; 2, 4, 4, 3, 1 dan 1, 2, 2, 1 kali. contoh hitungan (Volume tinggi sama basis bujur sangkar).
• Cara dasar ketinggian sama areal segitiga ; V = A/3(h₁ + 2S h₂ + 3S h₃ + 4S h₄ + 5S h₅ + 6S h₆ + 7S h₇ + 8S h₈)    h₁= ketinggian titik-titik yang digunakan i kali dalam hitungan volume.  Pelaksanaan hitungan menggunakan cara sama dengan cara bujur sangkar.

  

  Gambar. Volume cara dasar sama - segitiga

 5. Cara garis kontur

Gambar. Volume cara kontur

⥤ Cara garis kontur dengan rumus prisma

    V = h/3{A₀ + An + 4SA₂𝑟+₁ + 2SA₂𝑟 }

    𝑟 pada 2𝑟+1 berselang 0 ⇐ 𝑟 ⇐ 1/2 (n-2)

    𝑟 pada 2𝑟 berselang 0 ⇐ 𝑟 ⇐1/2 (n-2)

    Untuk n =2 diperoleh 𝑟 = 0, sehingga V = h/3(A₀ + A₂ + 4A₁) = h/3(A₀ + 4A₁ + A₂)

    Bila n adalah ganjil, bagian yang terakhir dihitung  dengan cara piramida kotak atau cara rerata luas penampang awal dan akhir.

⥤ Cara garis kontur rumus piramida kotak ;

    V = h/3{A₀ + An 2SA𝑟 + S(A𝑟-₁ A𝑟) ¹/² } 

    r pada 2SAr berselang 1≤ r ≤ n - 1 

    r pada S (Ar - 1Ar)1/2 berselang 1≤ r ≤ n

    Untuk n = 1 diperoleh V = h/3 {A₀ + A₁ + (A₀ A₁)₁/₂}

                                       V = h/3 {A₀ + (A₀ A₁)1/2 + A₁}

Cara garis kontur dengan luas rata-rata ; V = h/2 {Ao + An + 2S Ar}

          r bernilai 1 ≤ r ≤ n -1

          Untuk n = 1 diperoleh V = h/2 ( A₀ + A₁)

Geostatistik (Statika Spasial)

     Geostatistik merupakan cabang dari pada statistik terapan yang dibantu dengan deskripsi matematik dan analisa (observasi) geologi. Pada dasarnya statistik dapat digunakan untuk estimasi dan penelaahan variabel, faktor atau keadaan yang ada kaitanya dengan ilmu kebumian.

     Variogram atau semivariogram merupakan alat utama dalam perhitungan melalui geostatistik, selain itu dapat juga untuk mengukur variansi (mean squarred error) dalam estimasi nilai Z(x+h) dengan Z(x), jika sampel pada posisi x+h  nilainya sama dengan sampel pada posisi x, maka kesalahan adalah Z(x) - Z(x+h), yang kuadrat rata-ratanya bernilai 2ɣ(h). Persamaan Semivariogram eksperimental adalah :

     Model variogram eksperimental yaitu variogram yang diperoleh dengan memasukan nilai sampel dalam rumus variogram merupakan realisasi dari pada sifat-sifat spasial dari regionalized variabel. Hal ini dilakukan agar variogram tersebut dapat digunakan untuk alat estimasi nilai suatu dimensi yang lebih besar dari pada ukuran sampel sehingga perlu adanya model teoritis yang cocok dengan realisasi sifat-sifat spasial berkaitan dengan regionalizad variabel yang sedikit memperlihatkan keadaan statis.

      Variogram yaitu representasi hubungan antar data secara spasial (ruang) pada suatu arah tertentu. Dimana dapat dirumuskan dalam rumus umum dibawah ini :

      Dimana : 

     𝜸(h)       : Nilai variogram untuk arah tertentu dan jarak h

     h           : 1d, 2d, 3d, 4d, (d = jarak k antara conto)

     z(x₁)      : harga (data) pada titik x₁

     z(x₁+h)   : data pada titik yang berjarak h dari xi

     N(h)      : Jumlah pasangan data

Metode seperjarak (Invers Distance Method)

     Metode matematik banyak diterapkan pada tahap awal evaluasi mineral deposit. Metode dan teknik perhitungan dipengaruhi oleh kondisi geologi lokal, metode penambangan dan lain sebagainya. Metode yang diterapkan, dalam praktek yang sebenarnya selalu sesuai dengan teori yang diberikan. Salah satu metode perhitungan tersebut adalah metode Invers Distance.

     Prinsip penaksiran metode Invers Distance adalah dilakukan teknik pembobotan titik data yang didasarkan pada : 

• Letak grid atau blok yang akan ditaksir terhadap letak data conto
• Kecenderungan Penyebaran data kualitas
• Orientasi setiap conto yang menunjukan hubungan letak ruang antar conto

     Pemecahan masalah pada metode bijih ini dengan metode dengan didasari pada jarak sample lainya pada satu blok. Umumnya pembobotan jarak dengan metode menurut sample yang ditampilkan dengan cara penerapanya :

• Invers distance
• invers distance squared
• Invers distance cubed 

➣ Rumus umum invers distance

     Persamaan pembobotanya :

     Faktor pembobotan :

    

 ➣ Invers distance squared

      Persamaan pembobotanya

      Faktor pembobotan

➣ Invers distance cubed

     Persamaan pembobotanya

     Faktor pembobotan

Perincianya adalah sebagai berikut :

➫ sudut perubah yang maksimum

➫Dimensi ruang sesuai dengan pola penyelidikan yaitu :

• Square
• Circle
• Rectangle
• Ellips

➫ Jika titik sample nyatanya terdapat pada tengah-tengah blok maka diperkirakan keadaan ini d = 0, menyebabkan nilai d kecil yaitu 1m.

➫Hal yang mencirikan titik minimum dalam ruang maka diijinkan untuk melakukan interpolasi

➫Jika jumlah titik tersebut tidak cukup memadai maka penyelidikanya diperluas hingga jumlahnya cukup memadai ruang tersebut. Contoh untuk perluasan bentuk rectangle dalam perluasan 25% panjang dan lebar.

Pada metoda invers distance :

• Memperhitungkan adanya hubungan letak ruang (jarak)
• Merupakan kombinasi linear atau harga rata-rata tertimbang (weighting average) dari titik-titik data yang ada disekitarnya.
• Pada titik data yang terdekat dengan titik yang ditaksir akan memberikan bobot yang lebih besar dari pad titik data yang lebih jauh.
• Efek penghalusan (pemerataan) dilakukan dengan faktor pangkat
• Pada pangkat yang sangat besar akan menghasilkan pendekatan metode poligon.
• Pangkat semakin besar maka bobot (pengaruh) dari titik terdekat semakin besar pula.

Kelemahan

• Tidak ada hubungan antara jarak dan range a pada variogram
• Pada deposit irregular dengan range kecil akan diperlakukan sama dengan pada deposit reguler dengan luas a.
• Jika titik referensi adalah lubang bor, kemudian faktor pembobotan tak berhingga, maka metoda ini tidak dapat diterapkan.
• Metoda ini didasarkan pada estimasi titik dan tidak bergantung pada ukuran blok.
• Invers distance hanya memperhatikan jarak dan belum memperhatikan efek pengelompokan data.
• Sehingga data dengan jarak yang sama namun mempunyai pola sebaran yang berbeda masih akan memberikan hasil yang sama.
• Metoda ini belum memberikan korelasi ruang antara titik data dengan titik data yang lain.

Perhitungan Cadangan : Krigging 

     Krigging yaitu suatu teknik perhitungan untuk estimasi dari suatu variabel terregional (regionalized variable) yang memakai pendekatan bahwa data yang dianalisis dianggap sebagai suatu realisasi dari suatu variabel acak (random variable),dan keseluruhan variable acak dalam daerah yang dianalisis tersebut akan membentuk suatu fungsi acak dengan menggunakan model struktural variogram (Dr.Ir. Rukmana Nugraha Adhi, 1998).

     Krigging adalah penaksiran geostatistik linier tak bias yang paling bagus untuk mengestimasi kadar blok karena menghasilkan varians estimasi minimum → BLUE (Best Linier Unbiased Estimator) (DR. Ir. Totok Darijanto, 2003). krigging diambil dari nama seorang pakar geostatistik dari Afrika Selatan yaitu D.G Krige yang telah banyak memikirkan hal tersebut sejak tahun 50an.

     Secara sederhana krigging menghasilkan bobot sesuai dengan geometri dan sifat mineralisasi yang dinyatakan dalam variogram. Bobot yang diperoleh dari persamaan krigging tidak ada hubunganya secara langsung dengan kadar conto yang digunakan dalam penaksiran. Bobot ini hanya tergantung pada konfigurasi conto disekitar blok serta model variogramnya.

   

     Nilai estimasi (1) dan variabel estimasi krigging (2) yang ditentukan dengan metoda geostatistik untuk suatu variabel terregional disetiap support V adalah sebagai berikut

a) Blok teratur 

b) Blok tidak teratur

Gambar. Perhitungan metoda geostatistik dengan support suatu blok

Dan ai ditentukan dariperkalian matrik pada persamaan kriging (3,4,5,6) persamaan kriging (3)

Dari persamaan krigin tersebut, menjadi perkalian matrik sebagai berikut :

    

     Perhitungan dengan metoda krigging ini kadang-kadang terlalu komplek untuk suatu komoditi tertentu. Hal ini sangat bermanfaat jika dilakukan pada penentuan cadangan-cadangan yang mineable dengan kadar-kadar diatas cut iff grade.
     Sebagai contoh hubungan antara analisa conto dengan harga analisa blok bijih (harga sebenarnya) yang tetpencar membentuk elips (gambar dibawah) kemudian tarik garis regresi memalui titik 0 dan titik (Ž,ž), selanjutnya bagi elips tersebut dengan cut off grade zc = Zc = 5% menjadi empat bagian 

Gambar, Pencaran data antara conto vs kadar blok yang memperlihatkan kesalahan penambangan

Daerah 1     Semua blok dengan kadar > cog yang sesuai dengan kadar conto > cog ditambang
Daerah 2     Semua blok dengan kadar < cog yang sesuai dengan kadar conto < cog ditambang
Daerah 3     Semua blok dengan kadar < cog yang sesuai dengan kadar conto > cog ditambang
Daerah 4     Semua blok dengan kadar > cog yang sesuai dengan kadar conto < cog ditambang

     Jika garis regresi B _ B' yang menunjukan hubungan antara conto dan kadar blok diplot, maka blok - blok dengan kadar 5% juga akan ditambang walaupun kadar conto kadar 3,5% (gambar atas). Daerah 4 pada gambar 1 yang baik ditambang karena kesalahan informasi menjadi kecil, sementara itu daerah 3 yang ditambang walaupun berkadar rendah menjadi lebih besar, walaupun demikian secara keseluruhan daerah dengan blok-blok yang mempunyai kadar > cut off grade (5%) dan ditambang menjadi lebih besar.
     Berdasarkan analisis variogram, Mathero memberikan koreksiperkiraan kadar pada suatu blok yang tidak hanya dipengaruhi oleh conto didalam blok saja, tetapi juga pada conto-conto disekitarnya.

Gambar. Perubahan bentuk elips pencaran data akibet koreksi dengan metoda kriging

     Memalui koreksi ini bentuk elips akan lebih kurus/sempit dengan batas-batasnya mendeteksi garis regresi yang membentuk sudut 45⁰. Jumlah conto dan pasangan bloknya pada daerah 3dan daerah 4 yang menyatakan kadar rendah ditambang atau kadar tinggi tidak ditambang akan berkurang.
     
Metoda Perhitungan Cadangan Batubara
     Metoda penampang (cross-section) masih sering dilakukan pada tahap awal. Penaksiran secara manualini dipakai sebagai pembanding untuk mengecek hasil sebagai penaksiran menggunakan komputer. Rumus yang dapat digunakan dalam perhitungan luas rata-rata (mean area) dipakai untuk endapan yang mempunyai penampang yang uniform.

Rumus Mean area 
V = L  (S₁+S₂)

              2
Dimana 
S₁     : Luas penampang 1
S₂     : Luas penampang 2
L      : Jarak antar penampang
V      : Volume cadangan

 Rumus Prismoidal

V =   (S₁ +4M +S₂ )  

                   6
Dimana
S₁ S₂     : Luas penampang 1&2
M          : Luas penampang tengah
L            : Jarak antar penampang S₁ dan S₂
V           : Volume cadangan

Sumber :
Perhitungan cadangan dan geostatistik Dudi Nasrudin Usman, S.T

   

Read More

Pertambangan BatuBara

Pertambangan batubara adalah rangkaian kegiatan dalam rangka upaya pencarian penambangan (penggalian), pengolahan, pemanfaatan, dan penjualan bahan galian batu bara (bisa juga tambang lain spr Mineral, panasbumi, migas). Pertambangan batubara merupakan usaha padat resiko, padat modal, padat teknologi.

Pekerjaan alat berat ditambang

Paradigma baru kegiatan industri pertambangan ialah mengacu pada konsep pertambangan yang berwawasan lingkungan dan berkelanjutan yang meliputi :

• Penyelidikan Umum (Prospecting)
• Eksplorasi : Eksplorasi pendahuluan, dan eksplorasi rinci
• Study kelayakan : Teknik, ekonomik, lingkungan (termasuk study amdal)
• Persiapan Produksi (Development, Construcsion)
• Penambangan (Pembongkaran, pemuatan, Pengangkutan, penimbunan)
• Reklamasi dan Pengelolaan lingkungan
• Pengolahan 9mineral dressing)
• Pemurnian/metalurgi ekstraksi
• Pemasaran
• Corporate Social Responsibility (CSR)
• Pengakhiran Tambang

Ilmu pertambangan ialah ilmu yang mempelajari secara teori dn praktek hal-hal yang berkaitan dengan industri pertambangan berdasarkan prinsip praktek pertambangan yang baik dan benar (good mining practice). Pertambangan batubara secara umum dibagi menjadi 2 yakni Tambang terbuka, dan Tambang bawah tanah.

Batu bara adalah termasuk salah satu bahan bakar fosil. Pengertian umumnya adalah batuan sedimen yang dapat terbakar, terbentuk dari endapan organik, utamanya adalah sisa-sisa tumbuhan dan terbentuk melalui proses pembatu baraan . unsur-unsur utamanya terdiri dari karbon hidrogen dan oksigen.

Batu bara juga adalah batuan organik yang memiliki sifat-sifat fisika dan kimia yang kompleks yang dapat ditemui dalam berbagai bentuk.

Analisa unsur memberikan rumus formula empiris seperti : C137H97O9NS untuk bituminus dan C240H90O4NS untuk antrasit.

Umur batu bara 

 Pembentukan batu bara memerlukan kondisi-kondisi tertentu dan hanya terjadi pada era-era tertentu sepanjang sejarah geologi. Zaman karbon kira-kira 340 juta tahun yang lalu(jtl), adalah masa pembentukan batubara yang paling produktif dimana hampir seluruh deposit batubara (black coal) yang ekonomis dibelahan bumi bagian utara terbentuk.

Pada zaman permian, kira-kira 270 jtl, juga terbentuk endapan-endapan batubara ekonomis dibelahan bumi bagian selatan seperti Australia dan berlangsung hingga zaman tersier (70-13jtl) diberbagai belahan bumi

Materi pembentuk batubara

Hampir seluruh pembentuk batubara berasal dari tumbuhan . Jenis-jenis tumbuhan pembentuk batubara dan umumnya menurut Diessel(1981) adalah sebagai berikut :

•  Alga, dari zaman pre-kambrium hingga ordovisiumdan bersel tunggal, sangat sedikit endapan batubara dari periode ini
• Silofita, dari zaman silur hingga devon tengah merupakan turunan dari alga. sedikit endapan batubara dari perioda ini.
• Pteridofita, umur devon atas hingga karbon atas. Materi utama pembentuk batubara berumur karbon di Eropa dan Amerika Utara. Tetumbuhan tanpa bunga dan biji berkembang biak dengan spora dan tumbuh di iklim hangat.
• Gimnospermae, Kurun waktu mulai dari zaman permian hingga kapur tengah. Tumbuhan heteroseksual, biji terbungkus dalam buah semisal pinus, mengandung kadar getah (resin) tinggi. Jenis pteridospermae seperti gangamopteris dan glossopteris adalah penyusun utama batubara permian seperti di Australia, India, dan Afrika.
• Angiospermae, dari zaman kapur atas hingga kini, jenis tumbuhan modern. Buah yang menutupi biji, jantan dan betina dalam satu bunga kurang bergetah dibanding gimnospermae, sehingga secara umum kurang dapat terawetkan.

Jenis Batubara 

Berdasarkan tingkat proses pembentukanya yang dikontrol oleh tekanan, panas danwaktu, batubara umumnya dibagi dalam lima kelas: antrasit, bituminus, sub-bituminus, lignit dan gambut.

• Antrasit adalah Kelas batubara tertinggi dengan warna hitam berkilauan (luster) metalik mengandung antara 86%-98% unsur karbon (C) dengan kadar air kurang dari 8%.
• Bituminus, mengandung 68%-86% unsur karbon (C) dan berkadar air 8-10% dari beratnya. Kelas batubara ini paling banyak ditambang di Australia.
• Sub-bituminus, mengandung sedikit karbon dan banyak air dan oleh karenanya menjadi sumber panas yang kurang efisien dibandingkan bituminus.
• Lignit atau batubara coklat adalah batubara yang sangat lunak yang mengandung air 35-75% dari beratnya. 
• Gambut berpori dan memiliki kadar air diatas 75% serta nilai kalori yang paling rendah.

Pembentukan Batubara

Proses perubahan sisa-sisa tanaman menjadi gambut hingga batubara disebut dengan istilah pembatubaraan (coalification). Secara ringkas ada 2 tahap proses yang terjadi , yakni : 

tahap Diagenetik atau Biokimia, dimulai pada saat material tanaman terdeposisi hingga lignit terbentuk. Agen utama yang berperan dalam proses perubahan ini adalah kadar air, tingkat oksidasi dan gangguan biologis yang dapat menyebabkan proses pembusukan (dekomposisi) dan kompaksi material organik serta pembentuk gambut.

tahap malihan atau Geokimia, meliputi proses perubahan dari lignit menjadi bituminus dan akhirnya antrasit.

Batubara Di Indonesia 

Di Indonesia endapan batubara yang bernilai ekonomis terdapat dicekungan tersier, yang terletak di bagian barat Paparan Sunda (termasuk pulau Sumatera dan kalimantan), pada umumnya endapan batubara ekonomis tersebut dapat dikelompokan sebagai batubara berumur Eosen atau Tersier bawah, kira-kira 45 juta tahun yang lalu dan miosen atau sekitaar Tersier atas, kira-kira 20juta tahun yang lalu menurut skala waktu geologi.

Batubara ini terbentuk dai endapan gambut pada iklim purbasekitar khatulistiwayang mirip dengan kondisi kini. beberapa diantaranya merupakan gubah gambut yan terbentuk diatas muka air tanah rata-rata pada iklim basah sepanjang tahun. dengan kata lain kubah gambut ini terbentuk pada kondisi  dimana mineral-mineral anorganik yang terbawa air dapat masuk kedalam sistem dan membentuk lapisan batubara yang berkadar abu dan sulfur rendah dan menebal secara lokal. Hal ini sangat umum dijumpai pada batubara miosen. Sebaliknya endapan batubara Eosen umumnya lebih tipis berkadar abu dan sulfur tinggi. kedua umur endapan batubara ini terbentuk pada lingkungan lakustrin, dataran pantai atau delta, mirip dengan daerah pembentukan gambut yang terjadi saat ini didaerah timur Sumatera dan sebagian Besar Kalimantan.

Endapan Batubara Eosen 
Endapan ini terbentuk pada tatanan tektonik ekstensional yang dimulai sekitar tersier bawah atau paleogen pada cekungan-cekungan sediment di Sumatera dan Kalimantan.
Ekstansi berumur Eosen ini terjadi sepanjang tepian paparan sunda, dari sebelah barat sulawesi, kalimantan bagian timur, laut jawa hingga Sumatera. dari batuan sedimen yang pernahditemukan dapat diketahui bahwa pengendapan berlangsung mulai terjadi pada Eosen tengah . Pemekaran tersier bawah yang terjadi pada paparan sunda ini ditafsirkan berada pada tatanan busur dalam yang disebabkan terutama oleh gerak penunjaman lempeng Indo-Australia. Lingkungan pengendapan mula-mula pada saat Paleogen itu non-marin terutama fluviatil, kipasaluvial dan endapan danau dangkal.
Di Kalimantan bagian tenggara pengendapan batubara terjadi sekitar Eosen tengah -atas namun di Sumatera umumnya lebih muda, yakni Eosen atas hingga oligosen bawah. Di Sumatera bagian tengah endapan fluvialyang terjadi pada fasa awal kemudian ditutupi oleh endapan danau (non-marin). 
Berbeda dengan yang terjadi di Kalimantan bagian tenggara dimana endapan fluvial kemudian ditutupi oleh lapisan batu bara yang terjadi pada dataran pantai yang kemudian ditutupi di atasnya secara transgresif oleh sedimen marin berumur Eosen atas. 
Endapan batubara Eosen yang telah umum dikenal terjadi pada cekungan berikut : Pasir dan asam-asam (Kalimantan Selatan dan timur), Barito (Kalimantan Selatan ), Kutai atas (Kalimantan tengah dan timur), Melawai dan ketungau (Kalimantan Barat), Tarakan (Kalimantan Timur), Ombilin (Sumatera Barat) dan Sumatera tengah (Riau).
Dibawah ini adalah kualitas rata-rata dari endapan beberapa batubara Eosen di Indonesia. 

Sumber : Indonesia Coal Mining association, 1998

Endapan Batubara Miosen
Pada Miosen awal, pemekaran regional tersier bawah - tengah pada paparan Sunda telah berakhir. Pada Kala oligosen hingga awal Miosen ini terjadi transgresi marin pada kawasan yang luas dimana terendapkan sedimen marin klasik klastik yang tebal dan perselingan sekuelnbatugamping. Pengangkatan dan kompresi adalah kenampakan yang umum pada tektonik Neogen di Kalimantan maupun Sumatera. Endapan Batubara Miosen Yang ekonimis terutama terdapat diCekungan Kutai bagian bawah (Kalimantan Timur), Cekungan Barito(Kalimantan Selatan) dan Cekungan Sumatera bagian Selatan. Batubara Miosen juga secar Ekonomis ditambang di cekungan Bengkulu
Batu bara ini umumnya terdeposisi pada lingkungan Fluvial, delta dan dataran pantai yang mirip dengan daerah pembentukan gambut saat ini di Sumatera bagian timur. Ciri utama lainya adalah kadar abu dan belerang yang rendah Namun kebanyakan sumberdaya batubara Miosen ini tergolong Sub-bituminusatau lignit sehingga kurang ekonomis kecuali jika sangat tebal (PT.Adaro) atau lokasi geografisnya menguntungkan. Namun batubara Miosen dibeberapa lokasi juga tergolong kepada kelas yang tinggi seperti pada cebakan Pinang dan Prima (PT.KPC) endapan batu bara disekitar sungai Mahakam, kalTim dan beberapa lokasi dekat Tanjung Enim, Cekungan Sumatera bagian Selatan.

Sumberdaya Batubara
Potensi Sumberdaya batubara di Indonesia sangat melimpah terutama di Pulau Kalimantan dan pulau Sumatera. Sedangkan di daerah lainya dapat dijumpai batubara walaupun dalam jumlah kecil dan belumdapat ditentukan keekonomisanya, seperti diJawa Barat, Jawa tengah, Papua, dan Sulawesi.
Dari segi kuantitas batubara termasuk cadangan energi fosil terpenting bagi indonesia. jumlahnya sangat berlimpah, mencapai piluhan mulyar Ton. Jumlah ini sebenarnya cukup Untuk memasok kebutuhan energi listrik hingga ratusan tahun kedepan. Sayangnya Indonesia tidak mungkin membakar habis batubara dan mengubahnya menjadi energi listrik melalui PLTU, selain mengotori lingkungan melalui polutan CO2, SO2, Nox dan CxHy cara ini dinilai kurang memberi nilai tambah tinggi.
Batubar sebaiknya tidak langsung dibakar, akan lebih bermakna dan efisien jika dikonversi menjadi migas sintetis atau bahan petrokimia lain yang bernilai ekonomi tinggi. Dua cara yang dipertimbangkan dalam hal ini adalah likuifikasi (pencairan) dan gasifikasi (penyubliman) batubara.
Membakar batubara secara langsung(direct buming) telah dikembangkan teknologinya secara continue, yang bertujuan untuk mencapai efisensi pembakaran yang maksimum, cara-cara pembakaran langsung seperti : fixedgrate, chain grate, fluidized bed, pulyerized dll, masing-masing mempunyai kelebihan dan kelemahanya.

Gasifikasi batubara
Coal gasifikasi adalah sebuah proses untuk merubah batubara padat menjadi gas batubara yang mudah terbakar (combustible gases), setelah proses pemurnian gas-gas ini CO(karbon monoksida), karbondioksida(CO2), hidrogen(H), dan nitrogen(N2) - dapat digunakan sebagai bahan bakar . hanya menggunakan udara dan uap air sebagai reacting-gas kemudian menghasilkan water gas atau coal gas, gasifikasi secara nyata mempunyai tingkat emisi udara, kotoran padat dan limbah terendah.
Tetapi batubara bukanlah bahan bakar yang sempurna. terikat didalamnya adlah sulfur dan nitrogen, bila batubara ini terbakar kotoran-kotoran ini akan dilepaskan ke udara, bila mengapung diudara zat kimia ini dapat menggabung dengan uap air (seperti contoh kabut) dan tetesan yang jatuh ketanahseburuk bentuk asam sulfurik dan nitrit, disebut sebagai "hujan asam" disini juga ada noda mineral kecil termasuk kotoran yang umum tercampur dengan batubara, pertikel kecil ini tidak terbakar dan membuat debu yang tertinggal di coal combustor, beberapa partikel kecil ini juga tertangkap di putaran combustion gases bersama dengan uap air dari asap yang keluar dari cerobong beberapa partikel kecil ini adalah sangat kecil setara dengan rambut manusia. 
Bagaimana membuat batubara bersih, ada beberapa cara, ccontoh sulfur, sulfur adalah zat kimia kekuningan yang ada sedikit dibatubara, pada beberapa batubara yang ditemukan di Ohio , Pensylvania, West Virginia dan easterm states lainya, sulfur terdiri dari 3-10% dari berat batu bara. Beberapa batubara yang ditemukan di Wyoming, Montana dan Negara-negara bagian sebelah barat lainya sulfur hanya sekitar  1/100ths (lebih kecil dari 1%) dari berat batubara. Penting bahwa sebagian besar sulfur ini bibuang sebelum mencapai cerobong asap.
Satu cara untuk membersihkan batubara adalah dengan cara mudah memecah batubara ke bongkahan yang lebih kecil dan memcucinya. Beberapa sulfur yang ada sebagai bintik kecil dibatubara disebut sebagai pyritic sulfur, karenaini dikombinasikan dengan besi menjadi bentuk iron pyrite, selain itu dikenal sebagai"fol's god" dapat dipisahkan dari batubara. secara khusus pada proses satu kali, bongkahan batubara dimasukan kedalam tangki besar yang terisi air, batubara mengambang kepermukaan ketika kotoran sulfur tenggelam. Fasilitas pencucian ini dinamakan" Coal preparation plants" yang membersihkan batubara dari pengotor-pengotornya. Tidak semua sulfur bisa dibersihkan dengan cara ini, bagaimanapun sulfur pada batubara adalah secara kimia benar-benar terikat dengan molekul karbonya. Tipe molekul ini disebut "organic sulfur" dan pencucian tak akan menghilangkanya. Beberapa proses telah dicoba untuk mencampur batubara dengan bahan kimia yang membebaskan sulfur pergi dari molekul batubara, tetapi kebanyakan proses ini sudah terbukti terlalu mahal, ilmuan masih bekerja untuk mengurangi biaya dari proses pencucian kimia ini.
Kebanyakan pembangkit tenaga listrik modern dan semua fasilitas yang dibangun setelah 1978 - telah diwajibkan mempunyai alat khusus yang dipasang untuk membuang sulfur dari gas hasil pembakaran batubara sebelum gasi ini naik menuju cerobong asap. alat ini sebenanya adalah "flue gas desulfurization units,"banyak orang menyebutnya "scubbers"- karena mereka menscrub (menggosok) sulfur keluar dari asap yang dikeluarkan oleh tungku pembakar batubara.

Membuang NOx dari Batubara
Nitrogen Secara umum adalah bagian yang besar dari pada udara yang dihirup, pada kenyataanya 80% dari udara adalah nitrogen mengambang terikat satu sama lainya, seperti pasanga kimia. Tetapi ketika udara dipanaskan seperti pada nyala api boiler (3000 F=1648 C), atom nitrogen ini terpecah dan terikat dengan oksigen, bentuk ini sebagai nitrogen oksida atau kadang kala iti disebut sebagai NOx juga dapat dibentuk dari atom nitrogen yang terjebak didalam batubara.
Di udara, NOx adalah polutan yang dapat menyebabkan kabut coklat yang kabur yang kadang kala terlihat diseputar kota besar , juga sebagai polusi yang membentuk "acidrain"/hujan asam dan dapat membantu terbentuknya sesuatu yang disebut "groundlevel ozone" tipe lain dari pada polusi yang dapat membuat kotornya udara.
salah satu cara terbaik untuk mengurangi NOx adalah menghindari dari bentukan asalnya, beberapa cara telah ditemukan untuk membakar batubara di pembakar dimana ada lebih banyak bahan bakar dari pada udara diruang pembakaran yang terpanas. dibawah kondisi ini kebanyakan oksigen terkombinasi  dengan bahan bakar dari pada dengan nitrogen. campuran pembkaran kemudian dikirim keruang pembakaran yang kedua dimana terdapat proses yang mirip berulang-ulang sampai semua bahan bakar habis terbakar. Konsep ini disebut  "staged combustion" karena batubara dibakar secara bertahap. Kadang disebut juga sebagai "low-NOx bumers" dan telah dikembangkan sehingga dapat mengurangi kandungan NOx yang terlepas diudara lebih dari separo . Ada juga teknologi terbaru yang bekerja seperti "scuber" yang membesihkan NOx dari flue gases (asap) dari boiler batubara. Beberapa dari alat ini menggunakan bahan kimia khusus yang disebut katalisyang mengurai bagian NOx menjadi gas yang tidak berpolusi, walaupun alat ini lebih mahal dari "Low-NOx bumers" namun dapat menekan lebih dari 90% polusi NOx.


Sumber Pusdiklat Migas Cepu 

Baca Juga : Metode Penambangan     Air Asam Tambang (AAT)

Read More