Sabtu, 22 Mei 2010

Penirisan Dalam Penggalian Batubara

1. Penirisan (drainase) Dalam Penggalian Batubara

1.1. Maksud Penirisan (drainase)

Di dalam mulut tambang (pit) terjadi rembesan air keluar dari bawah tanah dan banyak kasus terjadi juga resapan atau aliran air permukaan masuk dan kalau hal ini dibiarkan, maka umumnya menyebabkan ganguan terhadap pekerjaan, terutama kalau ada rembesan keluar atau aliran masuk yang banyak, maka sebagian atau seluruh mulut tambang (pit) bisa tenggelam di dalam air.
Jadi langkah pertama dari penirisan (drainase) mulut tambang (pit) adalah memperjelas sumber atau air asal-usul air di dalam mulut tambang (pit). Usaha seperti ini dinamakan pencegahan air didalam mulut tambang (pit) bawah tanah.
Air yang sudah muncul di dalam mulut tambang (pit) harus dibuang keluar mulut tambang (pit), dimana air yang berada di atas level mulut tambang (pit) segera dialirkan keluar mulut tambang (pit) melalui saluran air yang sesuai, sedangakan air yang berada pada level yang sama atau lebih rendah dari mulut tambang (pit) disalurkan ke penampung air/sumuran (shaft) yang dibuat di tempat yang pantas, kemudian dari situ di keluarkan ke luar mulut tambang (pit) dengan mengangkatnya (memompa) sampai ketinggian yang diperlukan dengan mengguanakan pompa. Pada kasus yang belakang, tahap pertama merupakan pengumpulan air dan tahap kedua merupakan pengangkatan (pemompaan) air. Seperti dijelaskan diatas, masalah penirisan (drainase) di dalam mulut tambang (pit) bawah tanah dapat ditinjau dengan membaginya menjadi 2 bagian, yaitu pencegahan air, pengumpulan air dan pengangkata (pemompaan) air.
Untuk yang pertama, yaitu pencegahan air, pertma harus diperjelas keadaan keberadaan air bawah tanah yang merupakan sumber air bagi rembesan air di dalam mulut tambang (pit) serta diperjelas tahapan hingga air tersebut merembes keluar dan penyebab peresapan dan aliran masuk ke pertmukaan ke dalam mulut tambang (pit), kemudian berdasarkannya diambil tindakan yang sesuai. Untuk yang kedua, yaitu pengumpulan air bersama-sama dengan yang ketiga, yaitu pengangkatan (pemompaan air), mempuyai kaitan dengan sistem pengembangan mulut tambang (pit) bawah tanah. Untuk yang ketiga, yaitu pengangkatan (pemompaan) air adalah pekerjaan yang dilakukan dengan pompa dan pipa, sehingga merupakan pekerjaan yang banyak berhubungan dengan bidang mesin dan listrik.
Pada umumnya banyak terjadi rembesan air keluar di dalam mulut tambang (pit) bawah tanah, sehingga pekerjaan penirisan (drainase) menjadi beban yang besar bagi produksi. Apabila banyak rembesan air keluar di dalam mulut tambang (pit), fasilitas penirisan (drainase) juga menjadi besar dan diperlukan biaya yang besar untuk investasi dan pemeliharannya. Terutama, tambang yang ada bahaya kemasukan air permukaan dari mulut tambang (pit) karena banjir atau mulut tambang (pit) lama yang ada air tampungan, atau tambang yang batubara yang melakukan pekerjaan di bawah dasar laut, selau terdapat bahaya tenggelammya mulut tambang(pit) oleh semburan air sehingga porsi peranan penirisan (drainase) pada pekerjaan mulut tambang (pit) bawah tanah sangatlah penting.

2. Air Pada Mulut Tambang (pit) Bawah Tanah
2.1. Sumber Air Pada Mulut Tambang (pit) Bawah Tanah

Sebagian dari hujan yang turun di permukaan tanah, meresap ke bawah tanah dan menjadi air bawah tanah yang mengalir menembus di dalam lapisan tanah. Jadi, tambang yang menambang sumber bahan baku bawah tanah tidak dapat berfikir mengenai pekerjaan dengan memisahkan air bawah tanah ini. Yang umumnya kita sebut sebagai air di dalam mulut tambang )pit) itu, sebagian besar adalah bawah tanah ini dan apbila di sekitar kontruksi mulut tambang (pit0 ada lapisan yang mengandung air, maka air di dalam mulut tambang (pit) menjadi banyak dan apabila dikelilingi oleh batuan yang bersifat tidak tembus air (impermeable), maka rembesan keluar air sedikit.



2.2. Air Rembesan dan Air Sembur
Cara keluarnya air didalam mulut tambang (pit), pada dasarnya dapat dibagi menjadi rembesan air dan semburan air.
Air bawah tanah disangga oleh batuan bersifat tidak tembus air (impermeable), atau tertampung di dalam batuan yang ada ruang kosong (porositas) seperti batugamping (limestone). Batuan yang menjadi batuan induk pada endapan logam dalam berbagai kasus banyak yang tidak tembus air, tetapi air dapat merembes keluar melalui rekahan/celahan (crack), batas lapisan atau tempat yang relatif lunak dan lemah atau pada lapisan batubara adalah melalui lapisan yang mudah dilewati air seperti batupasir (sandstone) di bagian atas. Inilah yang dinamakan rembesan air, dimana rembesan air ini tidak mudah berhenti dan jumlah airnya juga tidak berubah drastis.
Lain dengan rembesan air, apabila air yang tertampung didalam ruang kosong di dalam batuan atau patahan atau lapisan aliran air ditembus, maka air akan mengalir keluar secara mendadak dan sering membawa kecelakaan besar yang dikenal sebagai kecelakaan semburan air. Jumlah air yang menyembur keluar selalu makin lama makin berkurang dengan berlalunya waktu. Perta,bahan air didalam mulut tambang (pit) yang tidak normal dan bersifat sementara seperti ini disebut semburan air dan penanganannya dibedakan rembesan air.
Pada dasarnya, air rembes dan air sembur tidak berbeda, tetapi sebagai hasilnya semburan air dapat menimbulkan kecelakaan besar di dalam mulut tambang (pit) dan dapat mengundang dan mendatangkan kerugian jiwa manusia dan terbuangnya bahan baku atau kerugian waktu dan biaya yang amat besar untuk pemulihannya.

2.3. Sifat Air Di Dalam Mulut Tambang (pit) Dan Pencegahan Pulusi Tambang
Air bawah tanah yang disaring oleh lapisan batuan bersifat menampung air yang banyak lubangnya, umumnya dikatakan air murni secara kimia organik, tetapi kenyataanya didalamnya terlarut berbagai macam bahan. Diantara bahan tidak murni (impurity) yang terkandung di dalam air bawah tanah yang paling umum dan dari segi penirisan (drainase) merugikan adalah tanah lumpur, jenis asam dan jenis garam.
Yang paling umum di tambang logam adalah garam asam sulfat dan yang paling umum di tambang batubara dasar laut adalah garam dapur, yang mana keduanya korosif terhadap besi, sehingga terutama untuk menejemen perawatan mesin dan fasilitas sepert pompa dan pipa perlu diperhatikan.
Selain itu, air di dalam mulut tambang (pit) ada yang mengandung banyak zat beracun seperti ion logam dan belerang. Terhadap hal ini, agar tidak merugikan kesehatan manusia karena air tersebut di buang kedaerah air untuk penggunaan umum atau merugikan lingkungan hidup sudah menjadi ketentuan umum untuk diambil tindakan yang diperlukan berdasarkan undang-undang pencegahan pencemaran kualitas air serta instruksi menteri yang menetapkan standard pengaturan untuk mencegah polusi tambang, diantaranya termasuk standard buangan dan konsentrasi ion hidogen serta kewajiban untuk mengukur kualitas air dan lain-lain.
Yang dimaksud dengan konsentasi ion hidogen disini secara umum dinamakan pH, ddimana pH 0 sampai bersifat asam, 7 netral, 7 sampai 14 bersifat alkalis (basa), dimana pH air yang dibuang ke daerah perairan untuk penggunaan umum dibatasi di atas 5,8 dan di bawah 8,6 dan pH air yang di buang ke perairan laut di batasi di atas 5,0 dan dibawah 9,0. Oleh karena itu, apabila melampui pembatasan ini, pH harus diatur dengan zat penetral. Pada umumnya sebagai zat penetral digunakan batugamping(limestone), soda kaustik dan laion-lain sebagai bahan basa serta asam sulfat, klor, ozon dan lain-lain sebagai bahan asam. Air di dalam mulut tambang (pit) tambang batubara banyak yang netral atau asam lemah, sedangkan p[ada tambang logam, umumnya bersifat asamnya kuat, dimana banyak yang mengandung ion logam, seperti tembaga, seng, timah dan besi serta ada yang banyak mengandung garam asam sulfat.

3. Metode Pencegahab Air Di Dalam Mulut Tambang (pit) Bawah Tanah
3.1. Pemboran Pendahulu
Pengeboran pendahulu sangat diperlukan pada saat bertemu dengan semburan dan rembesan air dan pada saat mendekati daerah dengan geologi yang tidak jelas atau bekas mulut tambang (pit) lama dan paling efektif untuk eksplorasi mulut tambang (pit) lama, patahan, lapisan mengandung air dan lain-lain.
Dengan melaksanakannya, maka :
a. Dapat menemukan patahan.
b. Dapat mengetahui perubahan lapisan tanah.
c. Dapat menemukan mulut tambang (pit) lama dan lapisan aliran air.
d. Dapat melakukan pengeluaran/penirisan (drainase) dan injeksi semen.
Untuk daerah dengan geologi yang tidak jelas dan mulut tambang (pit) lama, maka ditetapkan untuk melaksanakan pengeboran pendahulu lebih dari 40 meter, tetapi dari segi pembelaan diri dapat diharapkan sikap untuk melakukan pengeboran pendahulu dengan inisiatif sendiri. Sebagai masalah nyata, apabila mendekati lapisan yang mengandung air atau mulut tambang (pit) lama diperlukan paling tidak dua buah pengeboran menyusuri garis perpanjangan terowongan (lubang bukaan). Apalagi, disekitar patahan, selain itu harus ditambah juga pengeboran ke arah atas dan ke arah bawah terorowongan (lubang bukaan).
Tidak jarang kasus yang mengandung kecelakaan karena mengandalkan data masa lalu seperti gambar pengukuran dan terlalu memanfaatkannya. Menangani masalah berdasarkan data terbaru adalah benar dari dulu hingga sekarang dimanapun juga dan untuk tujuan ini pengebran pendahulu adalah metode yang paling tepat.
Tidak hanya terbatas pada pengecekan posisi, tetapi jangan dilupakan juga untuk mengamati dan memeriksa perubahan kadar kekeruhan, rasa, temperatur, warna dan lain-lain dari air lumpur dan air bersih yang keluar dari lubang bor, untuk dijadikan bahan pertimbangan.

3.2. Injeksi Semen
Selama penggalian terowongan (lubang bukaan), pada waktu melewati lapisan yang mengandung air atau patahan yang ada kemungkinan bahaya penyemburan air, maka dikendalikan dengan injeksi semen.
Pada pekerjaan injeksi, lubang bor mengarah ke celah (retakan) yang dituju, kemudian pipa injeksi dimasukkan kedalamnya dan campuran semen (cement milk) ditekan masuk oleh pompa tekanan tinggi dengan tekana sekitar 100 atmosfir, tetapi memperkirakan efektifitas injeksi sangatlah sulit, karena kondisi geologi senarnya berbeda-beda.
Terutama pada daerah remuk pada lapisan batupasir (sandstone), setelah semen yang diinjeksi mengeras juga dapat terjadi kebocoran oleh hujan dan banyak kasus dimana diperlukan injeksi yang mencapai puluhan kali hanya untuk melakukan penggalian yang tidak seberapa. Namun, apabila kondisi penghentian (penahanan) air seperti posisi lubang injeksi, kekentalan (konsentrasi) campuran semen (cement milk) dan waktu pengerasannya kebetulan pas dengan kondisi setempat, maka metode ini sangatlah efektif.

3.3. Dam pencegah Air
Prinsip dasar dari tindakan waktu terjadi semburan air di dalam mulut tambang (pit) adalah melakukan tindakan pencegahan air untuk menahan pembesaran lubang air sekecil mungkin. Untuk itu, sering kali dibuat dam diterowongan (lubang bukaan).
Bentuk dan jenis dam ada bermacam-macam, dimana diantaranya ada dinamakan Dam Kayu sebagai metode yang mudah dan efektif terhadap lapisan lunak dan lemah. Pada dam ini, maka kayu dengan diamater bagian kecil 15 cm dan panjang 1,8 m dijejerkan sejajar dengan terowongan (lubang bukaan) dan disela batuan dan kayu diisi pakis atau jerami, kemudian menancapkan lagging untuk memudahkan tumpukan (chock) kayu itu sendiri. Kekuatan terhadap tekanan pada satu set tumpukan kayu dikatakan seberat 2,4 kg/cm2. Kemudian sebagai dam permanen ada dam beton, dimana ketebalan yang diperlukannya berubah menurut lebar terowongan (lubang bukaan) dan tekana air. Pada Gambar 1 dan gambar 2 ditunjukan diagram hitungan ketebalan dam.
Hal-hal yang perlu dilakukan dalam kontruksi dam adalah :
a. Pada waktu pembuatan dam, sedapat mungkin dipilih tempat yang landasannya baik.
b. Melakukan penggalian pondasi dengan sempurna.
c. Bagian belakang dam dilakukan chock atau packing yang cocok untuk mencegah batuan runtuh.
d. Pipa penirisan (drainase) dimasukkan di bagian bawah dam, dan pipa kecil untuk pengukuran tekana air atau untuk mengeluarkan udara, dimasukkan dibagian atas dam dan dipasangi gate valve.
e. Pada pekerjaan sekitar atap, adonan morter yang kental dimasukkan sempurna.
f. Jangan memberi tekana air sampai beton mengeras sempurna.

3.4. Pengeluaran Air Pada Mulut Tambang (pit) Lama
Apabila akan menambang dengan mendekati mulut tambang (pit) lama, maka untuk mencegah semburan air yang tidak terduga, perlu mengetahui posisi dan situasi mulut tambang (pit) lama setepat mungkin didalam peraturan keamanan ditetapkan hal-hal sebagai berikut:
a. Pada waktu mendekati mulut tambang (pit) lama, harus dilakukan pengeboran pendahulu dari posisi lebih dari 50 meter dari mulut tambang (pit) lama untuk meneliti kondisi geologi dan bersamaan dengan itu harus memeriksa keadaan air tertampung serta ada tidaknya penimbunan gas mudah terbakar dan lain-lain. Tujuannya untuk memehami situasi yang tepat.
b. Pada waktu melakukan pengeboran pendahulu, penggalian terowongan (lubang bukaan) tidak boleh mendekati kurang dari 5 m dari dasar lubang bor. Tujuannya adalah untuk mencegah kecelakaan dinding pelindung (cover rock).
c. Pada waktu banyak kemungkinan bahaya semburan air berjumlah besar, selain melakukan tindakan pengeboran pendahulu, harus membuat dam pencegah air dan fasilitas pencegah air yang lain. Tujuannya adalah untuk mencegah perluasan pengaruh kecelakaan tersebut, dimana semuanya harus dilakukan dengan pasti.
Sebagai metode pengeluaran air pada mulut tamabang (pit) lama, ,maka metode pengeluaran air dengan lubang panjang melalui pengeboran adalah metode pengeluaran air dengan lubang panjang melalui pengeboran adalah metode penirisan (drainase) yang paling aman, dimana jumlah air juga dapat ditetapkan sembarang tergantung dari jumlah pengeboran dan besarnya lubang bor.
1. mengenai penyebab semburan air didalam mulut tanbang (pit) dapat dibayangkan hal dibawah ini, bersama metode pencegahan yang umum.
a. Penyebab
- semburan air dari lapisan mengandung air
- semburan air dari patahan dan daerah remuk
- semburan air dari ruang kosong di dalam batuan
- semburan dari air yang tertampung di dalam mulut tambang (pit) lama
- matinya, fungsinya penirisan (drainase) akibat kerusakan fasilitas penirisan (drainase) dan mati listrik
b. Metode Pencegahan
- pengeboran pengeluaran air, grout, dam pencegah air, penempatan pompa pembantu dan sumber listrik cadangan
2. Mengenai Semburan Air (Rembesan Air Abnormal)
a. Pengeboran pendahulu adalah salah satu metode yang efktif untuk memperkirakan penyemburan air.
b. Selain patahan dan lapisan mengandung air, maka air tertampung dalam mulut tambang (pit) lama juga sering menjadi penyebab penyemburan air.
c. Apabila diameter pipa penirisan (drainase) = d, laju aliran (jumlah) air = Q dan kecepatan rata-rata di dalam pipa = v, maka terdapat hubungan :


3. Mengenai Air Di Dalam Mulut Tambang (pit)
a. Jumlah air rembesan di dalam mulut tambang (pit) mempuyai hubungan yang erat dengan jumlah hujan yang turun.
b. Pada prencanaan penirisan (drainase) mulut tambang (pit) bawah tanah, selain pengangkatan (pemompaan air), perencanaan pengumpulan air dan pencegahan air juga penting.
c. Rembesan air (semburan air) yang jumlahnya berkurang drastis seiring dengan berlalunya waktu, umumnya banyak yang merupakan gejala yang mendadak.

4. Metode Penirisan (Drainase)
4.1. Penirisan (Drainase) Dengan Saluran Penirisan (Drainase)
Pada mulut tambang (pit) yang membuka mulut tambang (pit) dengan membuat terowongan (lubang bukaan) yang lebih tinggi dari terowongan (lubang bukaan) tersebut, maka air rembesan dapat dikumpulkan di terowongan (lubang bukaan) ini dapat dialirkan keluar mulaut tambang (pit). Pada tambang logam, banyak tambang yang beroperasi di daerah yang lebih tinggi dari terowongan (lubang bukaan) tembus tersebut, sehingga di tambang tersebut umumnya digunakan metode penirisan (drainase) ini.
Pada metode ini, sama sekali tidak diperlukan fasilitas mesin dan juga tenaga penggerak serta pekerjaanya juga mudah. Walaupun mulut tambang (pit) berkembang di bawah ketinggian tanah tersebut dan sebatas diizinkan oleh topografinya, maka penirisan (drainase) dilakukan dengan menggali terowongan (lubang bukaan) khusus untuk penirisan (drainase). Terowongan (lubang bukaan) khusus ini umumnya mempuyai menjadi panjang dan besar serta diperlukan biaya penggalian yang besar, namun karena biaya penirisan (drainase) berkurang, maka tambang logam dimanfaat secara luas. Terowongan (lubang bukaan) semacam ini dterowongan (lubang bukaan) penirisan (drainase).
Apabila jumlah air rembes sedikit, tetapi di buat terowongan/lubang bukaan penirisan (drainase khusus), tetapi di buat saluran (selokan) samping di terowongan (lubang bukaan) pengangkutan utama dan [penirisan (drainase) dilakukan oleh aliran secara alami dengan membuat kemiringan pada jalur air. Dari sudut panadang pengaliran dan pengangkutan air, biasanya kemiringan tersebut dibuat miring 1/200 – 1/300 tanpa membedakan apakah itu tambang logam atau tambang batubara.
Kemudian , apabila kecepatan aliran terlalu lambant, maka serbuk debu, tanah dan pasir akan mengendap, yang menyebabkan jalur air menjadi mengecil, sehingga harus dipertahankan kecepatan aliran minimal lebih dari 7,2 m/menit untuk mengeliminasi pengendapan tersebut.
Perhitungan kapasitas saluran penirisan (drainase) dinyatakan dengan luas aliran (m2) x kecepatan aliran (m/detik), dimana pada perhitungan kecepatan aliran sering digunakan rumus Kutta.
V = R.S
Dimana :
V = kecepatan rata-rata (m/detik)
C = koefisien kecepatan aliran
R = kedalaman jalur (m)
S = kemiringan permukaan air (tan …… sudut kemiringan).
Yang dimaksud dengan kedalaman jalur pada suatu penampang yang tegal lurus aliran air adalah luas penampang aliran dibagi dengan panjang keseluruhan dinding jalur air yang bersentuhan dengan air, misal pada gambar 3 adalah :


Koefisien kecepatan aliran ditentukan oleh kedalaman jalur dan jenis saluran penirisan (drainase) yang mana contohnya ditunjukkan pada tabel I dibawah ini.



GAMBAR 3. Kedalaman Jalur





Tabel I
Nilai Koefisien Kecepatan Aliran
Kedalaman Jalur Saluran Beton Saluran Batuan Apa Adanya
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25 36
42
44
47
50 30
34
36
37
39

4.2. Penirisan (drainase) Dengan Pompa
Kenyataanya, penirisan (drainase) air yang dilakukan hanya dengan metode aliran turun alami seperti dijelaskan pada pasal sebelumnya sangat jarang, hampir pada semua tambang, rembesan air yang timbul seiring dengan penambangan di bawah level, dibuang denga mengangkat (memompa) air oleh tenaga penggerak. Pompa adalah alat untuk meksud tertentu.

4.2.1. Pemilihan Pompa
Berbagai macam pompa untuk penirisan (drainase) mulut tambang (pit) bawah tanah yang digunakan, yang mana konstruksi, penggerarak yang digunakan dan kapasitasnya tergantung dari tempat dan tujuan penggunanan, tetapi pokoknya yang penting adalah menggunakan pompa yang paling sesuai dengan kapasitas fasilitas dan situasi di dalam mulut tambang (pit). Karakter dan kemapuan pompa berdasarkan jenisnya adalah seperti Tabel II di bawah ini.








Tabel II
Karakter dan Kemampuan Pomapa
Jenis Kemapuan Penggerak Penggunaan Penanganan
Worthington Pump Kapasitas kecil, head sedang Udara
Kompresi Penggalian Sulit
Turbin Pump Kapasitas besar
Head besar Listrik Pompa Tetap Mudah
Volute Pump Kapasitas besar
Head kecil listrik Polapa Tetap Mudah
Air Pump Kapasitas kecil
Head kecil Udara
Kompresi Penggalia Sulit
Jet Pump Kapasitas kecil
Head kecil Air bertekanan Penggalian Mudah

Dewasa ini sebagai pompa penirisan (drainase) di tambang yang umum digunakan adalah pompa sentrifugal, terutama digunakan multi stage turbin pump dan multi stage volute pump untuk pemompaan head tinggi. Sebagai pompa lokal ada kalanya digunakan pomap bolak-balik kecil (small size recripocating pump).
Dalam pemilihan pompa, harus dilakukan pertimbangan dengan membandingkan efesiensi, kemapuan, bentuk, pemeliharaan, sulit mudahnya penanganan, kondisi penggunaan yang berbeda menurut jenis pompa, dimana kalau kita bandingkan pompa sentrifugal dan pompa bolak-balik, maka :
a. Konstruksi pompa sentrifugal lebih sederhana, bentuknya kecil karena melakukan operasi kecepatan tinggi dan harganya murah
b. Ruang tempat pemasangan pompa sentrifugal cukup kecil dan pekerjaan fondasinya sederhana sehingga biaya fasilitasnya tidak sampai setengah dari biaya fasilitas pompa bolak-balik.
c. Pada pompa bolak-balik, katup masuk dan katup keluar merupakan elemen yang penting dari segi operasi, sedangkan pada pompa sentrifugalkatup seperti ini tidak diperlukan, sehingga kerusakan karena katup jenis ini pasti tidak ada.
d. Pengaturan jumlah air keluar pada pompa bolak-baliktidak ada cara lainselain merubah kecepatan, sedangakan pada pompa sentrifugal walaupun kecepatannya konstan, pengaturan jumlah air keluar dapat dilakukan secara mudah dan aman dengan mengatur bukaan katup pembatas.
e. Pada pompa sentrifugal tidak diperlukan ruang udara karena pengeluaran air kontinu. Sedangkan pada pompa bolak-balik, pengiriman air terputus setiap melakukan satu langkah, oleh karena itu untuk tujuanmencegah kekurangan ini dimanfaatkan ruang udara, tetapi tidak sempurna, sehingga aliran keluar dari pompa bergerak seperti berdenyut dan mudah menimbulkan bahaya efek impak air.
f. Selama operasi, pada pompa bolak-balik banyak bagian yang memerlukan minyak pelumas, dan dengan sendirinya banyak kesempatan air tercemar karena minyak pelumas masuk bercampur kedalam air. Sementara, bagian utama langsung mengalami friksi pada pompa sentrifugal adalah bearing dan poros (as) dan sedikit sekali bagian yang perlu diperhatikan selama operasi, sehingga dapat menghemat biaya manusia dan biaya minyak pelumas.
Pada umunya, pompa mengisap masuk air di dalam penampung air seperti terlihat pada Gambar4 dan mengangkatnya sampai keketinggian tujuan, dimana pipa air untuk untuk menghisap di sebut pipa isap (suction pipe) dan pipa air untuk mengangkat disebut pipa pengiriman (delivery pipe).

4.2.2. Kapasitas Penirisan (drainase)
Berbeda dengan pabrik produksi lain, pada tambang sulit diperkirakan jumlah air buangan pada tahap awal pembuangan. Selain itu, ketinggian pengangkatan (head) juga pada awalnya tidak jelas, berapa banyak air buangan antara musim hujan dan musim kering sangat berbeda.

GAMBAR 4. Pompa Isap
Apa bila menghadapi kesulitan seperti ini, dimana harus ditetapkan kapasitas pompa penirisan (drainase) dan jumlah pompa sert lokasi pemasangannya, maka untuk memutuskannya tidak ada jalan lain selain mengacu kepada penyelidikan (survey) geologi serta penyilidikan (survey) kondisi penirisan (drainase) tambang batubara dan tambang lain yang serupa yang saat ini sedang beroperasi.
Secara ideal, apabila misalnya kapasitas fasiolitas dibuat empat kali jumlah air yang dikeluarkan pada waktu normal, dimana pompa yang dipasang mempuyai kapasitas yang sama, maka dalam hal ini satu unit digunakan untuk operasi normal dan sisa tiga unit sebagai cadangan yang dapat digunakan setiap saat, tetapi diharapkan tetapi diharapkan melalui penggunaan seluruh fasilitas pompa, paling tidak kemampunnya mencapai 1,3 – 1,5 kali jumlah semburan air maksimum yang diperkirakan. Selain itu, jalur distribusi listrik sampai ke lokasi perubah tegangan di luar mulut tambang (pit), diharapkan masing-masing di buat lebih dari dua jalur untuk bersiap menghadapi kemungkinan mati listrik yang tidak terduga pada salah satu jalur.

4.2.3. Sumuran (shalft) Pada Mulut Tambang (pit) Bawah Tanah
Tujuan dari sumuran (shalft) adalah memasukkan pipa isap pompa dan tempat mengendapkan tanah lumpur yang bercampur di dalam air mulut tambang (pit) serta melakukan penyelelarasan yang pantas antara jumlah air yang dikumpulkan ke dalam sumuran (shalft) dan jumlah air yang dikeluarkan pompa.
Hal pokok yang harus dipertimbangkan pada waktu menentukan posisi dan kapasitas sumuran (shelft) adalah sebgai berikut :
a. Untuk memperpendek dan mengurangi belokan (lengkungan) pipa isap, sedapat mungkin mendekat ke dudukan pompa.
b. Tidak menghalangi kemajuan penggalian (memindahka) berkali-kali berarti tidak ekonomis.
c. Dibuat di tempat yang memudahkan pengumpulan air di dalam mulut tambang (pit) dan berada di dalam lapisan batuan yang kokoh untuk mencegah air bocor.
d. Hubungannya dengan jumlah air buang pompa biasa (reguler) serta ada tidaknya pompa cadangan dan jumlahnya.
e. Perubahan jumlah air rembesan di dalam mulut tambang (pit) (menurut cuaca cerah-hujan dan musim).
f. Kelonggaran (toleransi) terhadap saat pemompaan air terhenti, misalnya oleh mati listrik dan kerusakan fasilitas.
g. Untuk mengantisipasi berkurangnya kapasitas efektif sumuran (shaft) yang disebabkan oleh pengendapan tanah lumpur yang tercampur di dalam mulut tambang (pit), ditempatkan pompa tanah lumpur dan menjaga kapasitas efektif sumuran (shaft).
Demukianlah pokok perhatian untuk sumuran (shaft) dan yang penting adalah menentukan sumuran (shaft) dengan kapasitas yang diperlukan dan lagi terkecil. Apabila keadaannya memungkinkan, walaupun dalam kasus pompa biasa dan cadangan keduanya tersedia juga, sumuran (shaft) diharapkan mempuyai volume yang cukup untuk menampung jumlah air rembesan selama 12 – 24 jam.

4.2.4. Pemipaan
Berbeda dengan bagian mesin, pipa itu sederhana sehingga sering diabaikan. Tetapi, karena ada juga masalah air bocor dan korosi, terutama penempatannya perlu dilakukan dengan hati-hati.
Hal-hal yang perlu dipertimbangkan pada pemipaan antara lain adalah :
a. memasang pipa isap dengan tidak membebani selruh bobot pipa kepada bagian sambungnya dengan pompa.
b. Bagian yang datar pada pipa isap di buat miring naik sedikit mengarah ke pompa agar tidak terjadi air pocket.
c. Penyambungannya dikerjakan dengan baik agar dipastikan tidaj mengisap masuk udara melalui bagiam sambungan pipa isap.
d. Bagian datar pipa pengiriman (delivery pipe) juga sebaiknya ditempatkan dengan miring sedikit ke atas mengrah ke arah pengiriman.
e. Dalam kasus apapun, pemipaan direncanakan agar sedapat mungkin mengurangi katup, pipa cabang dan bagian belok.
Pipa air yang digunakan sebagi pipa distribusi, maka umumnya digunakan pipa baja. Dibandingkan dengan pipa dari besi cor, maka pipa baja lebih mudah korosi oleh asam dan garam, namun karena mempuyai keuntungan seperti kekuatan mekanik yang tinggi dan mudah ditangani karena ringan dan sambungannya cukup sedikit saja karena dapat diperoleh pipa yang panjang sehingga pipa baja yang digunakan secara luas.
Apabila tekanan tidak terlalu tinggi, yaitu di bawah 10 atmosfir, digunakan pipa gas dan tekanan yang lebih dari itu, digunakan pipa baja tanpa sambungan. Apabila dilakukan pemompaan air dengan volume tertentu dengan menggunakan pipa berdiameter kecil, maka ada pipa air yang tahanan friksi di dalam pipanya besar, sehingga kerugian energinya menjadi lebih besar dan biaya penggeraknya bertambah.
Berlawanan dengannya, apabila digunakan pipa dengan diameter besar, maka biaya biaya penggeraknya berkurang, tetapi biaya fasilitas pemipaan membengkak. Oleh karena itu, untuk memperoleh ukuran pipa air yang paling sesuai harus dipilih yang paling ekonomis dengan mempertimbangkan biaya penggerak, biaya fasilitas pemipaan, lamanya waktu operasi dan lain-lain. Akan tetapi, kenyataannya sulit untuk menentukan masing-masing pipa berdsarkan perhitungan. Unuk itu, sebagai standar patokan, biasanya dilakukan perhitungan diameter pipa dengan merencanakan agar kecepatan aliran rata-rata di dalam pipa menjadi 1 – 3 meter per detik. Antara diameter pipa dan laju aliran air terdapat hubungan sebagai berikut :


Dimana :
d = diameter bagian dalam pipa (m).
v = kecepatan aliran per menit (m/menit)
Q = laju aliran per menit (m3/menit)
Umumnya pada pipa air pompa sentrifugal tidak ada perubahan kecepatan aliran, sehingga jika dibandingkan dengan pipa air pomapa bolak-balik, dapat digunakan pipa yang diameternya relatif kecil.
Pada tambang yang jumlah air yang dipompanya banyak atau pada tambang dengan kuallitas air yang sangat korosif terhadap pipa air, maka untuk mencegah korosi dilakukan berbagai tindakan pencegahan korosi, seperti menggunakan pipa air yang permukaan dalamnya atau kedua permukaannya dilapisi lining karet (rubber linning).

4.2.5. Manajemen Pemiliharaan Pompa
a. Pompa harus diinstalasi datar. Di dalam mulut tambang (pit0 ada kemungkinan gerakan landasan, sehingga instalasi perlu dibuat agar dapat di setel oleh bahan yang ditetapkan oleh pondasi.
b. Sedapat mungkin pompa diinstalasi agar tinggi pengisapannya (suction head) menjadi rendah.
c. Posisi mulut iasap dipilih yang tepat agar tidak mengisap masuk udara karena terjadi pusaran air d imulut isap.
d. Minyak pelumas dituangkan secukupnya pada setiap tempat.
e. Memeriksa arah puar poros pompa, apakah sama dengan arah yang ditunjuk oleh tanda panah.
f. Sebelumnya, kondisi putaran diperiksa dengan tangan.
g. Menutup katup pemisah pada sisi pengiriman.
h. Apabila sistem pengisian air pompa memakai katup foot, pertama-tama membuka semua cook pengeluaran udara dan menuangkan air dari corong bagian atas dan setelah dipenuhi cukup air hingga air yang keluar dari cook tidak mengandung gelembung udara, cook ditutup kembali dan dilakukan pengoperasian sebenarnya.
i. Motor dijalankan dan setelah mencapai keadaan putaran normal, katup pemisah pada sisi pengiriman dibuka secara perlahan-lahan.
j. Pada pompa berputaran tinggi dan multi stage turbin pump, tidak boleh melakukan operasi kosong tanpa dipenuhi air.
k. Mengusahakan agar debu tidak masuk ke bearing dan perhatikan temperatur dan kondisi pasok (suplai) minyak pelumas bearing dan minyak pelumas diganti dengan yang baru lebih dari 2 kali per bulan.
l. Penahan packing dikencangkan ringan agar selalu ada sedikit air yang mengalir keluar. Pompa yang melakukan penutupan air dengan menuangkan air k bagian ini, harus hati-hati agar tidak mentup jalur lewat air.
m. Masuknya udara ke dalam pompa, tengah (centre) poros yang tidak tepat, jumlah putaran yang tidak normal, tersangkutnya benda asing pada sudut dan lain-lain dapat menjadi penyebab kerusakan yang akan tampak dalam bentuk terjadinya getaran, beban lebih atau berkurangnya jumlah air yang dipompa. Getaran dapat memperpendek umur poros dan karena tidak sempurnanya pelumasan dapat menjadi penyebab kerusakan terbakar.
n. Pengukur tekanan dan pengukur vakum setiap diperlakukan harus di buka dan di baca.
o. Melakukan pemeriksaan bagian dalam pompa cadangan dan melakukan anti karat, ganti catat serta penggantian minyak pelumas dan harus dilakukan tindakan pencegahan kelembaban yang sempurna pada motor listrik. Pada musim dingin harus hati-hati terhadap pembekuan air sisa.

A. mengenai Penirisan (Drainase)
1. Untuk penirisan (drainase) air di dalam mulut tambang (pit) sering digunakan pompa sentrifugal.
2. Kebanyakan kecelakaan penyemburan air terjadi pada waktu permukaan kerja mengenai patahan atau lapisan penampung air.
3. Dalam banyak kasus, air rembesan di dalam mulut tambang (pit) di keluarkan setelah dikumpulkan di terowongan (lubang bukaan) penirisan drainase.

B. Mengenai Pompa
1. Diantara pompa sentrifugal, pompa turbin mempuyai sudut putar dan sudut pengarah di bagian dalam pompa dan melakukan pengangkatan (pempompaan) dengan prinsip melempar keluar air ke arah radial oleh gaya sentrifugal putaran sudut.
2. Volute pump yang tidak mempuyai sudut pengarah, akhir ini banyak digunakan karena konstuksi yang sederhana. Pompa pasir (sand pump) yang digunakan untuk mengirim air lumpur dan slurry termasuk salah satu jenisnya.

5. Pengukuran Jumlah Air
Pada waktu berfikir mengenai masalah yang berhubungan dengan air, maka yang paling adalah melakukan pengukuran jumlah air secra cepat.
Ada berbagai macam metode pengukuran, diantaranya adalah metode tanki untuk pengukuran jumlah aliran dengan metode penahan merupakan yang paling mudah dan relatif tepat untuk penggunaan di tambang.

5.1. Metode Dengan Tangki Pengukuran
Pada metode ini biasanya digunakan drum minyak, dimana air di tampung dan diukur sampai penuh, atau berapa drum yang dipenuhi dalam selang waktu tertentu.
Metode ini dapat mengukur dengan tepat apabila jumlah aliran airnya sedikit. Tetapi, pada metode ini pengukuran hanya dapat dilakukan secara terputus-putus, dimana kalau diperlukan pengawasan kontinue terhadap laju aliran air, maka lebih mudah pengukuran laju aliran dengan penahan.

5.2. Pengukuran Laju Aliran Dengan Penahan
Air yang hendak diukur (lihat gambar 5), melewati pipa dan mengalir masuk kedalam saluran A yang dipasang datar sempurna. Setelah permukaan air stabil dengan melewati jalan logam yang dipasang didalam air, air jatuh dari penahan B.
Dalam kasus ini, ketinggian dari dasar penahan B sampai permukaan atas menjadi patokan laju air, dimana laju aliran dapat dihitung dari masing-masing rumus yang berbeda menurut bentuk potongan penahan (seti tiga atau segi empat). Pada gambar 5 dapat dilihat untuk pengukuran laju aliran.
Q = K.h 5/2 (penahan segi tiga)
Q = K. bh3/2(penahan segi empat)

Dimana :
Q = laju aliran ( m3/detik)
h = kedalaman air pada penahan (m)
b = lebar penahan (m)



Dimana K adalah lkoefisien laju aliran yang berubah menurut lebar jalur air, lebar penahan dan kedalaman air, dimana nilainya menjadi, K = 1,44 pada penahan segi tiga dan K = 1,80 pada penahan segi empat.

5.3. Orifice dan yang lain
Ada venturi meter yang mencari laju aliran berdasarkan perbedaan tekana di depan dan belakang orifice yang mempersempit jalur pipa untuk mengukur laju aliran air dalam pipa, seperti terlihat pada gambar 6.


Selain itu, telah dikembangkan metode pengukuran laju aliran dari luar pipa yang memanfaatkan gelombang ultrasonik dan mulai dipraktekkan.

6. Fasilitas Penisiran (drainase)
6.1. Ketentuan Keamanan
Mengenai keamanan yang berhubungan dengan fasilitas penirisan (drainase), seperti pokok yang tertulis di bawah ini, rinciannya harus ditetapkan oleh ketentuan keamanan.
a. Hal-hal yang berhubungan dengan pemeriksaan rutin pompa penirisan (drainase) mulut tambang bawah tanah
b. Hal-hal yang berhubungan dengan manejemen pompa penisiran (drainase) mulut tambang (pit) bawah tanah.
c. Hal-hal yang berhubungan dengan manajemen pipa penisiran (drainase) dan jalur penisiran (drainase).
d. Hal-hal yang berhubungan dengan manejemen penampung air mulut tambang (pit) bawah tanah.
e. Hal-hal yang berhubungan dengan pengukuran jumlah air penirisan (drainase).

6.2. Perihal Perlengkapan
Pada waktu membuat fasilitas penirisan (drainase), harus sesuai dengan ketentuan tiap butir dibawah ini.
a. harus memberikan toleransi yang sesuai atas jumlah air pada kemampuan penirisan (drainase).
b. Harus melengkapi pompa penirisan (drainase) utama didalam mulut tambang (pit) dengan pompa perisan (drainase) cadangan.
c. Harus melengkapi pengukuran tekana pada tempat yang tepat disisi keluar dari pompa penirisan (drainase) utama.
d. Apabila diperlukan dari segi keamanan pada tempat yang tepat di sisi luar turbin untuk penirisan (drainase) mulut tambang (pit) bawah tanah, dipasang katup penghenti aliran balik.
e. Untuk mengantisipasi terjadinya mati listrik, kerusakan fasilitas dan lain-lain kapasitas penampung air di dalam mulut tambang 9pit0 di buat mempuyai toleransi yang sesuai.

7. Pemeriksaan dan Manajemen Yang Berhubungan Dengan Fasilitas Penirisan/Drainase (Diambil Dari Ketentuan Keamanan – Ikhesema Coal Mine)
7.1. Mengenai Pemeriksaan Rutin Pompa Penirisan (Drainase) Mulut Tambang (pit) Bawah Tanah.
1. Waktu, tempat dan metode pemeriksaan rutin.
Untuk memompa penirisan (drainase) yang menggunakan penggerak berdaya lebih dari 50 kW yang dipasang di dalam mulu tambang 9pit0, petugas keamanan mesin harus melaksanakan pemeriksaan rutin setiap butir berikut ini.
a. Bed Level……………………….. lebih dari 1 kali setiap 6 bulan
b. Center pompa dan motor……… lebih dari 1 kali setiap 6 bulan
c. Pump bearing…………………... lebih dari 1 kali setiap 6 bulan
d. Sambuang pipa………………… lebih dari 1 kali setiap 4 bulan
e. Katup……………………………. lebih dari 1 kali setiap 6 bulan
f. Minyak pelumas motor pompa... leboh dari 1 kali setiap 6 bulan
2. Hasil pemerisaan Rutin
a. Hasil di atas di catat dan melaporkan ada tidaknya kelainan kepada wakil manajer teknik keaman untuk mendapatkan petunjuknya.
7.2. Mengenai Manajemen Pompa Penirisan (drainase) Mulut Tambang (pit) Bawah Tanah
1. Pemilihan penanggung jawab manajemen, pemeriksaan dan pemeliharaan reguler dan catatan harian operasi
a. Wakil manajemen teknik keamanan harus memilih penanggung jawab manajemen untuk mengelola pompa penirisan (drainase) mulut tambang (pit) bawah tanah.
b. Setiap inspeksi keliling, penanggung jawab manajemen memeriksa dan memelihara pompa penirisan (drainase) mulut tambang (pit) bawah tanah dan apabila terdapat kelainan, mengambil tindakan yang tepat dan segera melaporkan kepada wakil manajer teknik keamanan untuk mendapatkan petunjuk.
c. Operator harus mencatat waktu pengoperasian mesin serta ada tidaknya kelainan, pada catatan harian operasi yang ditetapkan

7.3. Mengenai Manajemen Pipa Penirisan (Drainase) Dan Jalur Penirisan (Drainase)
1. Pemilihan penangung jawab manajemen
a. wakil manajer teknik keamanan harus memilih penangung jawab manajemen untuk mengelola pipa penirisan (drainase) dan jalur penirisan (drainase).
2. Waktu dan Metode pemeriksaan rutin pipa dan jalur penirisan (drainase)
Penanggung jawab manajemen harus melakukan pemeriksan ada tidaknya kelainan pada pipa penirisan (drainase) dan jalur penirisan (drainase) mengenai butir-butir berikut :
a. Pipa penirisan (drainase)
• Tingkat korosi pipa serta bahan
penyangga pipa drainase……………… lebih dari 1 kali per minggu
• Baik tidaknya bagian sambungan
Pipa dan kondisi penyanggaan
pipa penirisan (drainase)……………… lebih dari 1 kali per minggu
• Kondisi penempelan kotoran air (deki). lebih dari 1 kali per minggu
b. Jalur penirisan (drainase)
• Penjagaan dan kondisi aliran air
jalur penirisan (drainase)…………….. lebih dari 1 kali per minggu
c. Hasil di atas di catat dan melaporkan ada tidaknya kelainan kepada wakil manajer teknik keamanan untuk mendapat petunjuknya
3. Pemeriksaan reguler pipa penirisan dan jalur penirisan (drainase)
Selain pemeriksaan rutin pada pasal diatas, penanggung jawab manajemen memeriksa pipa penirisan (drainase) dan jalur penirisan (drainase) setiap inspeksi keliling dab apabila di ketahui adanya kelainan, mengambil tindakan yang tepat dan segera melaporkan kepada wakil manajernya teknik untuk mendapatkan petunjuknya.
4. Waktu dan metode pembersihan
Apabila ada bahaya gangguan terhadap penirisan (drainase) pada pipa penirisan (drainase) dan jalur penirisan (drainase), penanggung jawab manejemen harus segera mengambil tindakan yang tepat.




7.4. Mengenai Manajemen Penampung Air Mulut Tambang (pit) Bawah Tanah
a. Waktu dan metode pembersihan
Pembersihan penampung air mulut tambang (pit) bawah tanah harus dilakukan dengan menyesuaikan terhadap situasi setempat dan harus dipelihara agar tidak terjadi gangguan terhadap penirisan (drainase).
b. Pemeriksaan dan pemeliharaan
Penamggung jawab manajemen melaksanakan pemeriksaan rutin 1 kali setiap bulan dan harus memeliharanya agar tidakl terjadi gangguan terhadap penirisan (drainase).

7.5. Mengenai Pengukuran Jumlah Air Penirisan (Drainase)
a. Tempat pengukuran
Harus membuat tempat pengukuran jumlah air penirisan (drainase) di mulut tambang (pit).
b. Waktu dan Metode pengukuran
Jumlah air penirisan (drainase) harus diukur setiap hari dengan alat pengukur aliran di mulut tambang (pit).
c. Pencatatan pengukuran
Hasil pengukuran jumlah air penirisan (drainase) harus dicatat dan disimpan

Metode Penambangan batubara

METODE PENAMBANGAN BATUBARA

Dalam
BATUBARA DAN GAMBUT

Oleh
Ir. Sukandarumidi,MSc., Ph.D
Fakultas Teknik Universitas Gadjah Mada

Metode penambang batubara sangat tergantung pada :
- Keadaan geologi daerah antara lain sifat lapisan batuan penutup, batuan lantai batubara dan struktur geologi.
- Keadaan lapisan batubaradan bentuk deposit.
Pada dasarnya dikenal dua cara penambangan batubara yaitu :
Cara tambang dalam, dilakukan pertama-tama dengan jalan membuat lubang persiapan baik berupa lubang sumuran ataupun berupa lubang mendatar atau menurun menuju ke lapisan batubara yang akan ditambang. Selanjutnya dibuat lubang bukaan pada lapisan batubaranya sendiri.
Cara penambangnnya dapat dilakukan :
a. Secara manual, yaitu menggunakan banyak alat yang memakai kekuatan tenaga
manusia.
b. Secara mekanis, yaitu mempergunakan alat sederhana sampai menggunakan sistem
elektronis dengan pengendalian jarak jauh.
Cara tambang terbuka, dilakukan pertama-tama dengan mengupas tanah penutup. Pada saat ini metode penambangan mana yang akan digunakan dipilih dan kemungkinan mendapatkan peralatan tidak mengalami masalah. Peralatan yang ada sekarang dapat dimodifikasikan sehingga berfungsi ganda . Perlu diketahui pula bahwa berbagai jenis batubara memerlukan jenis dan peralatan yang berbeda pula. Mesin-mesin tambang modern sudah dapat digunakan untuk pekaerjaan kegiatan penambangan dengan jangkauan kerja yang lebih luas dan mampu melaksanakan berbagai macam pekerjaan tanpa perlu dilakukan perubahan atau modifikasi yang besar.
Pemilihan metode penambangan batubara baik yang akan ditambang secara tambang dalam ataupun tambang terbuka.

1. METODE PENAMBANGAN SECARA TAMBANG DALAM
Pada penambangan batubara dengan metode penambangan dalam yang peting adalah bagaimana mempertahankan lubang buka seaman mungkin agar terhindar dari kemungkinan :
- Keruntuhan atap batuan
- Ambruknya dinding lubang (rib spalling)
- Penggelembungan lantai lapisan batubara (floor heave)
Kejadian tersebut diatas disebabkan oleh terlepasnya energi yang tersimpan secara alamiah dalam endapan batubara. Energi yang terpendam tersebut merupakan akibat terjadinya perubahan atau deformasi bentuk endapan batubara selama berlangsungnya pembentukan deposit tersebut. Pelepasan energi tersebut disebabkan oleh adanya perubahan keseimbangan tegangan yang terdapat pada massa batuan akibat dilakukannya kegiatan pembuatan lubang-lubang bukaan tambang. Disamping itu kegagalan yang disebabkan batuan dan batubara itu tidak mempunyai daya penyanggaa di samping faktor-faktor alami dari keadaan geologi endapan batubara tersebut.
Penambangan batubara secara tambang dalam kenyatannnya sangat ditentukan oleh cara mengusahakan agar lubang bukaan dapat dipertahankan selama mungkin pada saat berlangsungnya penambangan batubara dengan biaya rendah atau seekonomis mungkin.
Untuk mencapai keinginan tersebut maka pada pembuatan lubang bukaan selalu diusahankan agar :
- Kemampuan penyangga dari atap lapisan
- Kekuatan lantai lapisan batubara
- Kemampuan daya dukung pilar penyangga.
Namun apabila cara manfaat sifat alamiah tersebut sulit untuk dicapai, maka beberapa cara penyanggan buatan telah diciptakan oleh ahli tambang.
Metode penambangan secara tambang dalam pada garis besarnya dapat dibedakan yaitu :
a. Room and Pillar atau disebut Bord and Pillar
b. Longwall
Kedua metode tersebut mempunyai kelebihan dan kekurangan sendiri-sendiri terutama pada keadaan endapan batubara yang dihadapi di samping faktor lainnya yang perlu diperhatikan dalam pemilihan metode penambangan tersebut.
a. Metode Room and Pillar
Cara penambangan ini mengandalkan endapan batubara yang tidak diambil sebagai penyangga dan endapan batubara yang diambil sebagai room. Pada metode ini penambangan batubara sudah dilakukan sejak pada saat pembuatan lubang maju. Selanjutnya lubang maju tersebut dibesarkan menjadi ruangan–ruangan dengan meninggalkan batubara sebagai tiang penyagga. Besar bentuk dan ruangan sebagai akibat pengambilan batubaranya harus diusahakan agar penyangga yang dipakai cukup memadai kuat mempertahankan ruangan tersebut tetap aman sampai saatnya dilakukan pengambilan penyangga yang sebenarnya yaitu tiang penyangga batubara (coal pillar). Metode ini mempunyai keterbatasan-keterbatasan dalam besaran jumlah batubara yang dapat diambil dari suatu cadangan batubara karena tidak semua tiang penyangga batubara dapat diambil secara ekonomis maupun teknik.
Dari seluruh total cadangan terukur batubara yang dapat diambil dengan cara penambangan metode Room and Pillar ini paling besar lebih kurang 30-40% saja. Hal ini disebabkan banyak batubara tertinggal sebagi tiang-tiang pengaman yang tidak dapat diambil. (Gambar…Sketsa sistem penambangan dengan cara Room and Pillar.)
b. Metode Longwall
Ada dua cara penambangan dengan menggunakan metode Longwall yaitu :
- Cara maju (advancing)
- Cara mundur (retreating)
Pada penambangan dengan metode advancing Longwall terlebih dahulu dibuat lubang maju yang nantinya akan berfungsi sebagi lubang utama (main gate) dan lubang pengiring (tail gate), dibuat bersamaan pada pengambilan batubara dari lubang buka tersebut.
Kedua lubang bukaan tersebut digunakan sebagai saluran udara yang diperlukan untuk menyediakan udara bersih pada lubang bukaannya di samping untuk keperluan transportasi batubaranya dan keperluan penyediaan material untuk lubang bukannya.
Metode ini akan memberikan hasil lebih cepat karena tidak memerlukan waktu menunggu lubang yang diperlukan yaitu lubang utama dan lubang pengiring.
Pada metode retreating Longwall merupakan kebalikan dari metode advancing longwall karena pengambilan batubara belum dapat dilakukan sebelum selesai dibuat suatu panel yang akan memberikan batasan lapisan batubara yang akan diekstraksi (diambil)
Pemilihan salah satu metode tersebut harus memperhatikan keadaan dan kondisi alami yang diremukan pada endapan batubara itu sendiri agar nantinya tidak menghadapi kesulitan-kesulitan selama dilakukan ekstraksi yang pada akhirnya tentu bertujuan mencari biaya serendah mungkin. (gambar ….Skema sistem penambangna Longwall)
Selain kedua metode tersebut terdapat pula beberapa variasi metode penambangan yang dapat diterapkan. Hal ini tergantung pada macam dan jenis serta ketebalan lapisan disamping kemiringan lapisan batubara yang perlu juga diperhatikan.
Peralatan yang digunakan pada penambangan tambang dalam dapat dibagi dalam dua kategori yaitu :
- Peralatan untuk pekerjaan persiapan
- Peralatan untuk pengambilan batubara.
Pada saat ini kemampuan peralatan tambang dalam sudah demikian maju sehingga seluruih kegiatan pekerjaan fisik yang dilakukan oleh manusia, praktis sudah dapat digantikan oleh mesin atau alat batu mekanis.

2. METODE PENAMBANGAN SECARA TAMBANG TERBUKA
Kelebihan dari tambang terbuka dibandingkan dengan tambang dalam adalah :
- Relatif lebih aman
- Relatif lebih sederhana
- Mudah pengawasannya
Pada saat ini sebagian besar penambangan batubara dilakukan dengan metode tambang terbuka, lebih-lebih setelah digunakannya alat-alat besar yang mempunyai kapasitas muat dan angkut yang besar untuk membuang lapisan penutup batubara menjadi lebih murah dan menekan biaya ekstraksi batubara.
Selain itu prosentase batubara yang diambil jauh lebih besar dibandingkan dengan batubara yang dapat diekstraksi dengan cara tambang dalam. Penambangan batubara dengan metode tambang terbuka saat ini diperoleh 85% dari total mineable reserve, sedang dengan metode tambang dalam paling besar hanya 50% saja.
Walaupun demikian penambangan secara tambang terbuka mempunyai keterbatasan yaitu :
- Dengan peralatan yang ada pada saat sekarang ini keterbatasan kedalaman lapisan batubara yang dapat ditambang.
- Pertimbangan ekonomi antara biaya pembuangan batuan penutup dengan biaya pengambilan batubara.
Beberapa tipe tambang terbuka :
Tipe penambangan batubara dengan metode tambang terbuka tergantung pada letak dan kemiringan serta banyaknya lapisan batubara dalan satu cadangan. Disamping itu metode tambang terbuka dapat dibedakan juga dari cara pemakain alat dan mesin yang digunakan dalam penambangan.
Beberapa tipe penambangan batubara dengan metode tambang terbuka adalah :
a. Contour Mining
Tipe penambangan ini pada umumnya dilakukan pada endapan batubara yang terdapat di pegunungan atau perbukitan. Penambangan batubara dimulai pada suatu singkapan lapisan batubara dipermukaan atau crop line dan selanjutnya mengikuti garis kontur sekeliling bukit atau pegunungan tersebut.
Lapisan batuan penutup batubara dibuang kearah lereng bukit dan selanjutnya batuan yang telah tersingkap diambil dan diangkut. Kegiatan penambangan berikutnya dimulai lagi seperti tersebut diatas pada lapisan batubara yang lain sampai pada suatu ketebalan lapisan penutup batubara yang menentukan batas limit ekonominya atau sampai batas maksimum ke dalaman dimana peralatan tambang tersebut dapat bekerja. Batas ekonomi ini ditentukan oleh beberapa variabel antara lain :
- Ketebalan lapisan batubara
- Kualitas
- Pemasaran
- Sifat dan keadaan lapisan batuan penutup
- Kemampuan peralatan yang digunakan
- Persyaratan reklamasi
(gambar tambang terbuka tipe Contour Mining ….)
Peralatan yang digunakan untuk cara penambangan ini pada umumnya memakai peralatan yang mempunyai mobilitas tinggi atau dikenal sebagai mobil equipment.
Alat-alat besar seperti :
- Sebagai alat muat : Wheel Loader
Track Loader
Face Shovel
Backhoe
- Sebagai alat angkut jarak jauh : Off Highway Dump Truck
- Sebagai alat angkut jarak dekat : Scraper
Alat-alat tersebut dipergunakan untuk pekerjaan pembuangan lapisan penutup batubara sedangkan untuk pengambilan batubaranya dapat digunakan alat yang sama atau yang lebih kecil tergantung tingkat produksinya. Kapasitas alat angkut berupa Off Highway Dump Truck antara 18 ton sampai 170 ton.
Mengingat batuan penutupnya sangat keras maka digunakan sistem peledakan ( Blasting system), dengan menggunakan beberapa unit alat bor drill blasthole Machine yang mempunyai kemampuan bor berdiameter sampai 6 inches, sedangkan bahan peledaknya digunakan Ammonium Nitrate dan Solar ANFO.
b. Open Pit Mining
Open Pit Mining adalah penambangan secara terbuka dalam pengertian umum. Apabila hal ini diterapkan pada endapan batubara dilakukan dengan jalan membuang lapisan batuan penutup sehingga lapisan batubaranya tersingkap dan selanjutnya siap untuk diekstraksi. Peralatan yang dipakai pada penambangan secara open pit dapat bermacam-macam tergantung pada jenis dan keadaan batuan penutup yang akan dibuang. Dalam pemilihan peralatan perlu dipertimbangkan :



- Kemiringan lapisan batubara
Pada lapisan dengan kemiringan cukup tajam, pembuangan lapisan penutup dapat menggunakan alat muat baik berupa face shovel, front end loader atau alat muat yang lainnya.
- Masa operasi tambang
Penambangan tipe open pit biasanya dilakukan pada endapan batubara yang mempunyai lapisan tebal atau dalam dan dilakukan dengan menggunakan beberapa bench. Peralatan yang digunakan untuk pembuang lapisan penutup batubara dibedakan sebagai berikut:
1. Peralatan yang bersifat mobil antara lain Truck Shovel, Front end loader, Bulldozer, Scrapper.
2. Peralatan yang bersifat bekerja secara kontinu membuang lapisan penutup tanpa dibantu alat angkut antara lain :
a. Dragline
Baik yang dengan scrawler maupun walking dragline. Alat ini mengeruk dan langsung membuang sendiri. Kapasitasnya bervariasi mulai dari yang kecil kurang dari 5 m dan jarak buang lebih dari 75 m.
b. Face Shovel
Ada dua tipe yaitu :
1. Stripping Shovel
Mempunyai kapasitas mangkok (bucket) yang besar dan jangkauan yang panjang digunakan sebagai alat pembuangan lapisan penutup batubara tanpa perlu bantuan alat angkut yang lain. Pada umumnya kapasitas mangkok berukuran lebih besar dari 20 m , dengan jangkauan buang lebih dari 25 m.
2. Loading Shovel
Yang dipergunakan sebagai alat muat yang umunya kapasitas isi mangkok dan panjang jangkauan lebih pendek.
c. Bucket Wheel Excavator
Adalah alat penggali dan pengangkut sekaligus. Alat ini dapat bekerja sendiri atau dibantu alat lain berupa belt conveyor dan dapat dibantu dengan alat yang dinamakan belt transfer, dan selanjutnya pada ujung belt conveyor dipasang alat yang dinamakan belt spreader yang digunakan untuk menyebarkan hasil galian batuan penutup ketempat pembuangan dumping disposal area.
c. Stripping Mining
Tipe penambangan terbuka yang diterapkan pada endapan batubara yang lapisannya datar dekat permukaan tanah. Alat yang digunakan dapat berupa alat yang sifatnya mobil atau alat penggalian yang dapat membuang sendiri. Penambangan batubara khususnya di Kalimantan akan dimulai dengan cara tambang terbuka yang memakai alat kerja bersifat mobil.






TEKNIK PENAMBANGAN LAPISAN BATUBARA TIPIS
Penyebaran batubara tidak selalu diiringi oleh kualitas dan ketebalan yang menggembirakan, karena sering dijumpai kualitas batubara di suatu daerah cukup tinggi sementara ketebalannya kurang dari 1 m atau sebaliknya.
Ketebalan lapisan batubara berhubungan erat dengan teknik penggaliannya yang sudah barang tentu diarahkan pada efisiensi sistem penambangan yang secara ekonomi layak diterapkan. Sampai saat ini untuk menggali lapisan batubara dengan ketebalan kurang dari 1 m, baik pada tambang bawah tanah maupun terbuka, terbentur pada masalah pemilihan sistem penambangan yang ekonomis. Misalnya pada sistem longwall, alat pemotong batubara (shearer) paling kecil yang diproduksi mempunyai ketinggian 0,81 m, tentu alat ini tidak dapat digunakan menambang lapisan batubara yang lebih tipis dari 0,81 m. pada penambangan terbuka, lapisan penutup yang tebal umumnya menjadi kendala untuk menambang lapisan batubara yang tipis, bila ditinjau dari aspek ekonomi. Tetapi kendala pemilihan alat penggali lapisan batubara tipis telah dapat diatasi berkat kemajuan teknologi untuk merancang suatu alat pembajak batubara (plow) yang dapat digunakan untuk mengekstrak lapisan batubara dengan ketebalan 0,46 m. Masalah yang timbul kemudian adalah bagaimana memanfatkan alat bajak ini pada suatu sistem penambangan batubara tipis.
Cara penambangan batubara tipis yang sedang beroperasi saat ini secara ekonomi sulit dapat diterima, tetapi cara tersebut terus dilakukan karena setiap pemerintahan mempunyai kebijakan berbeda dalam mengelola sumberdaya alam yang strategis yang dimilikinya. Ada beberapa sistem penambangan lapisan batubara tipis yaitu :
a. Sistem Tarik Kabel-Rantai
Sistem penambangan ini telah diterapkan di Korea untuk mengekstrak lapisan batubara dengan ketebalan antara 0,3 – 0,5 m dengan kemiringan 45 . Tahap persiapan penambangannya , bagian yang penting yang harus dibuat disamping komponen lain adalah pilar-pilar berdimensi 15.2 x 30,5 m diantara dua raise yaitu pilar-pilar batubara yang akan dipotong menggunakan gesekan rantau penggali.
Pilar-pilar ini juga berfungsi sebagai penyangga sementara pada saat salah satu pilar sedang dipotong. Disamping itu harus dirancang pula dua corong di bagian bawah pilar untuk menampung serpihan batubara.
Rantai pemotong batubara disambung dengan kabel yang dihubungkan ke mesin penggerak yang dapat menjalankan rantai pemotong tersebut maju mundur. Mesin penggerak diletakkan pada level atas, sedangkan pada level bawah tersedia kendaraan penampung serpihan batubara hasil pemotongan. Penggalian dimulai dari bagian bawah pilar bergerak ke atas sehingga serpihan batubara mengalir karena gravitasi menuju dua buah corongan yang dapat menampung serpihan batubara tersebut dan siap dimuatkan secara periodik kedalam kendaraan penampung.Diameter nominal rantai pemotong berkisar antara 100 sampai 200 mm yang sangat efektif digunakan untuk menggali lapisan batubara dengan ketebalan 0,5 meter.
b. Sistem Backfilling
Konsep sistem backfilling dipersiapkan untuk lapisan batubara tipis yang relatif datar, untuk itu harus dipersiapkan suatu sistem pengangkutan yang sesuai dengan ketebalan lapisan batubaranya.
Teknik penggalian dan penyanggaan yang akan diterapkan mengacu pada sistem longwall, yaitu suatu sistem dengan proses penambangan dan pengangkutan bergerak maju dan meninggalkan runtuhan lapisan atap diatap dibelakang penyangga. Dengan mempertimbangkan tipisnya lapisan batubara dan penyangga yang harus dapat bergerak maju, maka sistem penyangga bertekan udara diharapkan sebagai jawaban yang tepat. Dasar konsep ini menggunakan seoptimal muingkin teknik pengontrolan jarak jauh, baik terhadap mobilitas penyangga maupun penggalian, sehingga tidak diperlukan personil yang bekerja di dalam tambang.
c. Sistem Roof-Fall Tolerant
Seperti halnya sistem backfilling, sistem roof-fall tolerant juga merupakan konsep yang sasaran utamanya tidak memerlukan adanya karyawan yang bekerja didalam tambang. Bahkan dalam sistem ini dirancang tidak memerlukan penyangga sama sekali. Konsep sistem Roof-fall tolerant dibuat atas dasar hipotesis sisipan tipis, yaitu akan terbentuknya rongga dibelakang alat pemotong secara bertahap dan runtuhan atap terjadi pada toleransi jarak yang cukup aman.
Adanya toleransi jarak runtuhan tersebut merupakan keuntungan karena alat potong dan alat angkut tidak akan terjepit oleh runtuhan atap. Konsep sisipan tipis ini meliputi seluruh perangkat penambangan yang diperlukan antara lain rantai pemotong yang panjang dan bergerak memutar (looping) serta sistem pengangkutnya. Penggalian batubara bergerak dari satu arah sampai jarak tertentu, kemudian berbalik ke arah yang berlawanan, begitu seterusnya sampai lapisan batubaranya habis.

Senin, 22 Februari 2010

Bijih Laterit

BIJIH LATERIT


A. Nikel Laterit

1. Genesa Umum Nikel Laterit
Berdasarkan cara terjadinya, endapan nikel dapat dibedakan menjadi 2 macam, yaitu endapan sulfida nikel – tembaga berasal dari mineral pentlandit, yang terbentuk akibat injeksi magma dan konsentrasi residu (sisa) silikat nikel hasil pelapukan batuan beku ultramafik yang sering disebut endapan nikel laterit. Menurut Bateman (1981), endapan jenis konsentrasi sisa dapat terbentuk jika batuan induk yang mengandung bijih mengalami proses pelapukan, maka mineral yang mudah larut akan terusir oleh proses erosi, sedangkan mineral bijih biasanya stabil dan mempunyai berat jenis besar akan tertinggal dan terkumpul menjadi endapan konsentrasi sisa.
Air permukaan yang mengandung CO2 dari atmosfer dan terkayakan kembali oleh material – material organis di permukaan meresap ke bawah permukaan tanah sampai pada zona pelindihan, dimana fluktuasi air tanah berlangsung. Akibat fluktuasi ini air tanah yang kaya akan CO2 akan kontak dengan zona saprolit yang masih mengandung batuan asal dan melarutkan mineral – mineral yang tidak stabil seperti olivin / serpentin dan piroksen. Mg, Si dan Ni akan larut dan terbawa sesuai dengan aliran air tanah dan akan memberikan mineral – mineral baru pada proses pengendapan kembali (Hasanudin dkk, 1992).
Boldt (1967), menyatakan bahwa proses pelapukan dimulai pada batuan ultramafik (peridotit, dunit, serpentin), dimana pada batuan ini banyak mengandung mineral olivin, magnesium silikat dan besi silikat, yang pada umumnya banyak mengandung 0,30 % nikel. Batuan tersebut sangat mudah dipengaruhi oleh pelapukan lateritik. Air tanah yang kaya akan CO2 berasal dari udara luar dan tumbuh – tumbuhan, akan menghancurkan olivin. Terjadi penguraian olivin, magnesium, besi, nikel dan silika kedalam larutan, cenderung untuk membentuk suspensi koloid dari partikel – partikel silika yang submikroskopis. Didalam larutan besi akan bersenyawa dengan oksida dan mengendap sebagai ferri hidroksida. Akhirnya endapan ini akan menghilangkan air dengan membentuk mineral – mineral seperti karat, yaitu hematit dan kobalt dalam jumlah kecil, jadi besi oksida mengendap dekat dengan permukaan tanah.
Proses laterisasi adalah proses pencucian pada mineral yang mudah larut dan silika pada profil laterit pada lingkungan yang bersifat asam dan lembab serta membentuk konsentrasi endapan hasil pengkayaan proses laterisasi pada unsur Fe, Cr, Al, Ni dan Co (Rose et al., 1979 dalam Nushantara 2002) . Proses pelapukan dan pencucian yang terjadi akan menyebabkan unsur Fe, Cr, Al, Ni dan Co terkayakan di zona limonit dan terikat sebagai mineral – mineral oxida / hidroksida, seperti limonit, hematit, dan Goetit (Hasanudin, 1992).

2. Profil Endapan Nikel Laterit

Protolith (Bed Rock)
• Merupakan dasar (bagian terbawah) dari penampang vertikal.
• Merupakan batuan asal yang berupa batuan ultramafik (harzburgite, peridotit atau dunit).
• Nikel terdapat (muncul) bersama-sama dengan struktur mineral silikat dari magnesium-rich olivin atau sebagai hasil alterasi serpentinisasi).
• Olivin tidak stabil pada pelapukan kimiawi > “amorphous ferric hydroxides”, minor amorphous silikat dan beberapa unsur tidak mobile lainnya.







Peridotit


Serpentinit


Saprolite
• Fragmen-fragmen batuan asal masih ada, tetapi mineral-mineralnya pada umumnya sudah terubah.
• Batas antara zona saprolite dan protolith pada umumnya irregular dan bergradasi.
• Pada beberapa endapan nikel laterit, zona ini dicirikan dengan keberadaan pelapukan mengulit bawang (spheroidal weathering)
• Dengan berkembangnya proses pelapukan, unsur Mg di dalam protholith umumnya terlindikan (leached), dan silika sebagian terbawa oleh air tanah.







Spheroidal weathering






Limonit
• Bagian yang kaya dengan oksida besi akibat dari proses pembentukan zona saprolite (oksida besi dominan pada bagian atas dari zona saprolite) �� horizon limonit.

Tudung Besi (erriginous duricrust, cuirasse, canga,
ferricrete atau laterit residu)
• Suatu lapisan dengan konsentrasi besi yang cukup tinggi, melindungi lapisan endapan laterit di bawahnya terhadap erosi.




3. Horizon dan Zonasi


















4. Klasifikasi Endapan Nikel Laterit


5. Faktor-faktor pembentukan endapan nikel laterit

a. Batuan asal. Adanya batuan asal merupakan syarat utama untuk terbentuknya endapan nikel laterit, macam batuan asalnya adalah batuan ultra basa. Dalam hal ini pada batuan ultra basa tersebut: - terdapat elemen Ni yang paling banyak diantara batuan lainnya - mempunyai mineral-mineral yang paling mudah lapuk atau tidak stabil, seperti olivin dan piroksin - mempunyai komponen-komponen yang mudah larut dan memberikan lingkungan pengendapan yang baik untuk nikel.
b. Iklim. Adanya pergantian musim kemarau dan musim penghujan dimana terjadi kenaikan dan penurunan permukaan air tanah juga dapat menyebabkan terjadinya proses pemisahan dan akumulasi unsur-unsur. Perbedaan temperatur yang cukup besar akan membantu terjadinya pelapukan mekanis, dimana akan terjadi rekahan-rekahan dalam batuan yang akan mempermudah proses atau reaksi kimia pada batuan.
c. Reagen-reagen kimia dan vegetasi. Yang dimaksud dengan reagen-reagen kimia adalah unsur-unsur dan senyawa-senyawa yang membantu mempercepat proses pelapukan. Air tanah yang mengandung CO2 memegang peranan penting didalam proses pelapukan kimia. Asam-asam humus menyebabkan dekomposisi batuan dan dapat merubah pH larutan. Asam-asam humus ini erat kaitannya dengan vegetasi daerah. Dalam hal ini, vegetasi akan mengakibatkan: • penetrasi air dapat lebih dalam dan lebih mudah dengan mengikuti jalur akar pohon-pohonan • akumulasi air hujan akan lebih banyak • humus akan lebih tebal Keadaan ini merupakan suatu petunjuk, dimana hutannya lebat pada lingkungan yang baik akan terdapat endapan nikel yang lebih tebal dengan kadar yang lebih tinggi. Selain itu, vegetasi dapat berfungsi untuk menjaga hasil pelapukan terhadap erosi mekanis.
d. Struktur. Struktur yang sangat dominan yang terdapat didaerah Polamaa ini adalah struktur kekar (joint) dibandingkan terhadap struktur patahannya. Seperti diketahui, batuan beku mempunyai porositas dan permeabilitas yang kecil sekali sehingga penetrasi air sangat sulit, maka dengan adanya rekahan-rekahan tersebut akan lebih memudahkan masuknya air dan berarti proses pelapukan akan lebih intensif.
e. Topografi. Keadaan topografi setempat akan sangat mempengaruhi sirkulasi air beserta reagen-reagen lain. Untuk daerah yang landai, maka air akan bergerak perlahan-lahan sehingga akan mempunyai kesempatan untuk mengadakan penetrasi lebih dalam melalui rekahan-rekahan atau pori-pori batuan. Akumulasi andapan umumnya terdapat pada daerah-daerah yang landai sampai kemiringan sedang, hal ini menerangkan bahwa ketebalan pelapukan mengikuti bentuk topografi. Pada daerah yang curam, secara teoritis, jumlah air yang meluncur (run off) lebih banyak daripada air yang meresap ini dapat menyebabkan pelapukan kurang intensif.
f. Waktu. Waktu yang cukup lama akan mengakibatkan pelapukan yang cukup intensif karena akumulasi unsur nikel cukup tinggi.

Lokasi keterdapatan endapan nikel laterit utama (Glesson et al., 2003)









B. Besi Laterit

1. Genesa Umum Bijih Laterit
Bijih besi dapat terbentuk secara primer maupun sekunder. Proses pembentukan bijih besi primer berhubungan dengan proses magmatisme berupa gravity settling dari besi dalam batuan dunit, kemudian diikuti dengan proses metamorfisme/metasomatsma yang diakhiri oleh proses hidrotermal akibat terobosan batuan beku dioritik. Jenis cebakan bijih besi primer didominasi magnetit – hematite dan sebagian berasosiasi dengan kromit – garnet, yang terdapat pada batuan dunit terubah dan genes-sekis.
Besi yang terbentuk secara sekunder di sebut besi laterit berasosiasi dengan batuan peridotit yang telah mengalami pelapukan. Proses pelapukan berjalan secara intensif karena pengaruh faktor-faktor kemiringan lereng yang relative kecil, air tanah dan cuaca, sehingga menghasilkan tanah laterit yang kadang-kadang masih mengandung bongkahan bijih besi hematite/goetit berukuran kerikil – kerakal.
Besi Laterit merupakan jenis cebakan endapan residu yang dihasilkan oleh proses pelapukan yang terjadi pada batuan peridotit/piroksenit dengan melibatkan dekomposisi, pengendapan kembali dan pengumpulan secara kimiawi . Bijih besi tipe laterit umumnya terdapat didaerah puncak perbukitan yang relative landai atau mempunyai kemiringan lereng dibawah 10%, sehingga menjadi salah satu factor utama dimana proses pelapukan secara kimiawi akan berperan lebih besar daripada proses mekanik. Sementara struktur dan karakteristik tanah relative dipengaruhi oleh daya larut mineral dan kondisi aliran air tanah. Adapun profil lengkap tanah laterit tersebut dari bagian atas ke bawah adalah sebagai berikut : zone limonit, zone pelindian (leaching zone) dan zone saprolit yang terletak di atas batuan asalnya (ultrabasa).
2. Profil besi Laterit
Zona pelindian yang terdapat diantara zona limonit dan zona saprolit ini hanya terbentuk apabila aliran air tanah berjalan lambat pada saat mencapai kondisi saturasi yang sesuai untuk membentuk endapan bijih. Pengendapan dapat terjadi di suatu daerah beriklim tropis dengan musim kering yang lama. Ketebalan zona ini sangat beragam karena dikendalikan oleh fluktuasi air tanah akibat peralihan musim kemarau dan musim penghujan, rekahan-rekahan dalam zona saprolit dan permeabilitas dalam zona limonit.
Derajat serpentinisasi batuan asal peridotit tampaknya mempengaruhi pembentukan zona saprolit, ditunjukkan oleh pembentukan zona saprolit dengan inti batuan sisa yang keras sebagai bentukan dari peridotit/piroksenit yang sedikit terserpentinisasikan, sementara batuan dengan gejala serpentinit yang kuat dapat menghasilkan zona saprolit .
Fluktuasi air tanah yang kaya CO2 akan mengakibatkan kontak dengan saprolit batuan asal dan melarutkan mineral mineral yang tidak stabil seperti serpentin dan piroksin. Unsur Mg, Si, dan Ni dari batuan akan larut dan terbawa aliran air tanah dan akan membentuk mineral-mineral baru pada saat terjadi proses pengendapan kembali. Unsur-unsur yang tertinggal seperti Fe, Al, Mn, CO, dan Ni dalam zona limonit akan terikat sebagai mineral-mineral oksida/hidroksida diantaranya limonit, hematit, goetit, manganit dan lain-lain. Akibat pengurangan yang sangat besar dari Ni-unsur Mg dan Si tersebut, maka terjadi penyusutan zona saprolit yang masih banyak mengandung bongkah-bongkah batuan asal. Sehingga kadar hematit unsur residu di zona laterit bawah akan naik sampai 10 kali untuk membentuk pengayaan Fe2O3 hingga mencapai lebih dari 72% dengan spinel-krom relative naik hingga sekitar 5% .

C. Bauksit (aluminia) laterit

1. Genesa Umum Bauksit Laterit
Besi dan alumina laterit tidak dapat di pisahkan dari proses pembentukan nikel laterit, salah satu produk laterit adalah besi dan almunium. Pada profil laterit terdapat zona-zona di antaranya zona limonit. Zona ini menjadi zona terakumulasinya unsur-unsur yang kurang mobile, seperti Fe dan Al.
Batuan dasar dari pembentukan nikel laterit adalah batuan peridotit dan dunit, yang komposisinya berupa mineral olivine dan piroksin. Faktor yang sangat mempengaruhi sangat banyak salah satunya adalah pelapukan kimia. Karena adanya pelapukan kimia maka mineral primer akan terurai dan larut. Faktor lain yang sangat mendukung adalah air tanah, air tanah akan melindi mineral-mineral sampai pada batas antara limonit dan saprolit, faktor lain dapat berupa PH, topografi dan lain-lain.
Unsur Al hadir dalam mineral piroksin, spinel (MgO.Al2O3), pada mineral sekunder seperti Clinochlor (5MgO.Al2O3.3SiO2.4H2O), dan gibbsite (Al2O3.3H2O). Alumina sangat tidak larut pada air tanah yang ber Ph antara 4-9.


2. Klasifikasi Endapan Bauksit

a. Karst bauksit deposit:
�� Akumulasi oksida Al yang disebabkan oleh penguraiankarbonat .
�� Berasal dari pelapukan yang berasosisasi dengan Al silikat (interbedded vulkanik).
b. Laterit bauksit deposit:
�� Terbentuk melalui proses pelapukan batuan aluminosilikat, pada kondisi subtropis hingga tropis. Jumlahnya mencapai 90% sumberdaya bauksit dunia.

�� Terdapat 3 tipe endapan :
- Orthobauxite
- Metabauxite
- Cryptobauxite

3. Profil Endapan Bauksit Laterit







4. Faktor-faktor pembentukan Bauksit Laterit
a. Litologi Bedrock:
�� Bauksit dapat terbentuk dari berbagai macam batuan primer.
�� Setengah cadangan bauksit laterit dunia terbentuk dari batuan yang bebas kuarsa (49%), sebanyak (48%) terbentuk dari batuan dengan sedikit kuarsa, dan 3% dari batuan dengan kuarsa tinggi.
�� Kandungan Al kurang dari 15% dapat membentuk bauksit.
�� Proses pengayaan Al terutama dikontrol oleh rasio Al/Si dan kecepatan pelapukan.
�� Kandungan rendah Fe juga merupakan faktor penting, Fe yang tinggi formasi laterit ferruginous.
�� Kandungan Al awal pada batuan induk bukan faktor utama.
�� batuan sedimen kaolinit : 30-35 %
�� batuan granit dan basal : 10-15%
�� sangat kurang untuk beberapa batupasir
b. Geomorfologi:
�� Bauksit laterit pada masa lampau terbentuk pada permukaan datar.
�� Ditemukan sebagai bagian dari dataran tinggi pada masa kini.
�� Dataran tinggi bauksit merupakan sisa dari permukaan datar pada masa lampau yang memiliki kemiringan 1 – 5 derajat,
�� Secara regional, paleosurface yang sama mungkin terjadi pada ketinggian yang berbeda.
c. Kondisi iklim dan paleo-iklim (paleoclimate);
�� Maksimum temperatur 22 derajat celcius.
�� Curah hujan rata-rata 1200 mm/tahun.
Tardy (1997) menyatakan:
�� Jika musim kering yang lama maka orthobauxite tidak akan terbentuk.
�� Tetapi yang akan terbentuk adalah aluminoferruginous duricrust.
5. Periode Pembentukan Bauksit
METODA-METODA SAMPLING PADA GEOKIMIA EXPLORASI

Ada 3 (tiga) aspek mendasar pada geokimia explorasi, yaitu : (1) pengambilan sampel (sample collection); (2) analisis sampel; dan (3) interpretasi hasil/data. Ketiga aspek tersebut sangat menentukan tingkat kesuksesan suatu program explorasi; kalaupun terjadi errors pada tahap analisis atau interpretasi, ketiganya dapat dicek kembali atau diinterpretasi kembali, tergantung alokasi biaya explorasi yang disiapkan. Berdasarkan pengalaman empirik, pada program explorasi geokimia, dari ketiga aspek/tahapan tersebut di atas, pengambilan sampel merupakan tahapan yang paling besar membutuhkan biaya. Olehnya itu, tahapan ini yang sangat memerlukan kehati-hatian dan akurasi dalam pelaksanaannya.

Pada Satuan Acara Perkuliahan ini, diberikan beberapa uraian umum tentang prosedur-prosedur lapangan, terutama yang berhubungan dengan sampling pada geokimia explorasi. Adalah hal yang hampir impossible untuk membahas keseluruhan jenis dan cabang pengambilan sampel secara detail, karena setiap daerah di muka bumi ini memiliki situasi dan lingkungan yang khas/berbeda, yang selalu memerlukan modifikasi dari metoda yang umum diterapkan. Beberapa item penting yang selalu dipertimbangkan sehubungan dengan hal ini, adalah : (1) material sampling yang terbaik; (2) pola sampling yang optimum; (3) spasi sampel yang tepat. Poin-poin inilah yang paling tepat untuk dibahas, terutama dalam hubungannya dengan tipe material yang akan disampel. Di sini kita hanya akan membahas jenis-jenis sampling yang paling umum diterapkan, yaitu stream sediments, soil, bedrock, dan water.

Stream Sediments

Stream sediments, terutama yang berukuran lempung dan lanau, merupakan tipe survei yang paling mendasar dari keseluruhan jenis drainage basin surveys, dan karena sedimen-sedimen sungai berukuran lempung-lanau tersebut selama ini telah dianggap merupakan jenis/ukuran yang paling representative dari keseluruhan (atau sebagian) suatu catchment area, pengambilan material (sampling) dengan ukuran yang tepat sangatlah penting. Umumnya material sebanyak 50 gram merupakan jumlah yang tepat untuk tujuan analisis. Jika diperlukan untuk mengambil material yang berukuran lebih kasar (karena mungkin ukuran yang halus tersebut kurang), maka sebaiknya diambil dalam jumlah yang banyak dengan ukuran sampai pebbles (kerakal, maximum 64 mm). Untuk mendapatkan ukuran material yang lebih tepat dan meyakinkan, sebaiknya sedimen sungai tersebut langsung diayak dalam keadaan basah setelah diambil dari sungai (pengayakan dilakukan di lapangan). Penting juga untuk membawa suatu seri rangkaian ayakan ke lapangan, di mana ini diperlukan jika ukuran butir material sungai bervariasi. Ukuran yang dipilih untuk dianalisis umumnya -80 mesh; tetapi sebaiknya dipastikan dulu melalui survei orientasi. Jika yang diperlukan dari sedimen sungai tersebut adalah mineral beratnya, maka pengambilan material sebaiknya sedekat mungkin dengan bedrock, karena di daerah inilah mineral-mineral berat sering melimpah. Jika bedrock-nya tertututpi oleh aluvium yang tebal, maka perlu dilakukan augering (pemboran dangkal) atau pembuatan sumur uji (test pit).

Sampel stream sediments umumnya diambil dengan tangan, atau dengan plastik, atau sekop aluminium (perkakas dapur atau peralatan kebun juga cukup baik digunakan); diambil sedikit di bagian bawah dari puncak layer sedimen; lalu dikepak - dalam keadaan basah - dalam amplop/kantong kertas Kraft (berwarna coklat) yang bebas metal dan bertekanan-basah tinggi (kantong pembungkus sampel ini biasanya sudah disediakan secara gratis oleh laboratorium-laboratorium geokimia komersial). Kantong kepak sampel Kraft ini tersedia juga di toko-toko grosir yang menjual alat-alat explorasi, di mana kantong tersebut sudah diantisipasi dari kontaminasi dengan cara tidak disertakan unsur-unsur trace metals di dalamnya, baik pada kertas/kantong itu sendiri maupun pada lem yang digunakan untuk menutupnya. Kantong yang disertai dengan klip logam, walaupun kemudian ditutupi lagi oleh kertas, sebaiknya tidak digunakan. Kantong sampel dari kain (cloth sample bags) yang biasa digunakan untuk sampel batuan (karena sudut-sudutnya yang tajam dapat merobek plastik atau kertas) sebaiknya tidak lagi digunakan, karena sangat berpotensi untuk terkontaminasi. Kantong sampel dari kain ini umumnya dibuat dari bahan-bahan yang contaminated potentially secara kimia, seperti talk, pirofilit, dan kaolin. Sample-sampel tersebut kemudian dikeringkan (tanpa dikeluarkan dari kantongnya); biasanya digantung atau diletakkan di tempat terbuka terhadap matahari di base camp, lalu di laboratorium dikeringkan lagi dalam oven. Tetapi, untuk sampel-sampel (baik soil maupun batuan) yang ditujukan untuk analisis merkuri atau unsur-unsur volatil lainnya, sangat dianjurkan untuk tidak dikeringkan, baik melalui penjemuran maupun oven. Penggunaan kantong poli-etilen dan/atau botol/guci dari plastik atau gelas, tidak dianjurkan karena sulit untuk dikeringkan, dan pada lingkungan yang kurang oksigen, bisa terjadi berbagai macam reaksi atau perubahan akibat aktivitas bakterial. Reaksi-rekasi ini bisa mengakibatkan terjadinya perubahan pada ikatan metal-silt yang original pada sampel tersebut, dan akibatnya bisa menimbulkan berbagai macam interpretasi yang tidak akurat; sebagai contoh, cold extractable metal values-nya menjadi lebih sulit. Keterbatasan-keterbatasan yang sama pada kantong plastik dan botol gelas juga berlaku pada soil samples. Kebanyakan ahli geokimia lebih memilih untuk memberi nomor awal terlebih dahulu pada sampel-sampelnya (pre-number sample) sebelum meninggalkan lokasi/lapangan, atau kadang menggunakan pita pre-number yang dapat dilepas lagi pada saat sampel dikoleksi untuk dikirim ke laboratorium. Prosedur ini diterapkan agar penomoran sampel bisa dilakukan ulang secara berurut.

Sampel stream sediments sebaiknya diambil pada posisi atau sedekat mungkin dengan pertengahan sungai, sehingga representatif terhadap keseluruhan drainage area, dan lokasinya didokumentasikan atau diplot dipeta dasar. Lokasi sampel, sebenarnya cukup dengan harus tepat supaya dapat dikenali lagi jika ingin didatangi kembali oleh penelitinya; tetapi kadangkala perlu juga diberi tanda dengan pita, patok, atau tanda-tanda lain yang awet, agar memudahkan dikenali oleh orang lain yang ingin melakukan aktivitas explorasi di daerah tersebut. Harus selalu diusahakan untuk menghindari mengambil sampel yang berasal dari jatuhan material tebing sungai, karena tidak representatif terhadap drainage basin (Gambar 1).















Gambar 1. Diagram yang mengilustrasikan hasil stream sediments sampling yang tidak tepat (A) dan tepat (B). A. Data yang didapat dari sampel-sampel yang diambil dekat dengan tebing sungai atau pada aliran sungai yang deras. Walaupun sampel-sampel tersebut mengandung sedimen berbutir halus (-80 mesh), tetapi sebagian besar bercampur dengan material jatuhan dari tebing. Nilai-nilai anomalinya hanya meluas pada jarak yang terbatas dari area mineralisasi. B. Data yang didapat dari sampel-sampel yang tepat, sedimen aktif, di tengah sungai, dan tidak mengandung material jatuhan dari tebing sungai. Nilai anomalinya meluas pada jarak paling sedikit 1 mil (1,6 km) dari mineralisasi. (Levinson, 1974, hal. 225; Contoh kasus di British Columbia).

Pada beberapa program geokimia explorasi, yang ahli-ahlinya menyadari pentingnya sampel sedimen pada drainage basin, mereka akan mengambil sampel pada berlusin-lusin tempat dalam radius 10-50 kaki (33-165 m) untuk setiap lokasi sampel. Mereka juga akan mengambil beberapa gram dari setiap kolam yang tidak mengalir, di bawah dan di belakang boulders, dan pada main stream bed, untuk mendapatkan sejumlah 50 gram sampel yang representatif. Tingkat ketelitian sampling yang detail seperti ini perlu dipuji dan diikuti. Material-material organik harus diperhatikan dan dihilangkan, jangan sampai ikut tersampel, karena sangat sering mengandung konsentrasi metal yang tinggi, yang berhubungan dengan proses adsorpsi, dan juga karena sampel tersebut nantinya akan dianalisis dengan berbagai macam metoda yang bisa berpengaruh terhadap kandungan material organik, terutama jika menggunakan teknik/metoda kolorimetri. Namun pada beberapa kondisi, material organik dan lapisan-lapisan manganese dan oxida besi, dapat bergesekan dengan batuan dasar sungai, dan sangat sulit dipisahkan pada saat pengayakan, sehingga pada saat di analisis bisa mengindikasikan adanya kandungan metal. Interpretasi hasil analisisnya bisa menyulitkan, seperti pada banyak kejadian yang menunjukkan tingginya anomali yang sebenarnya tidak berhubungan dengan mineralisasi (anomali semu atau false anomaly).

Di daerah pegunungan, di mana arus sungainya cepat, aliran sungai banyak mengandung material tersuspensi (suspended). Pada situasi seperti ini, sebaiknya air dan sedimen (suspensi)-nya diambil menggunakan suatu wadah (misalnya kaleng), lalu disimpan dan ditinggalkan sementara di tempat yang tenang, kemudian melanjutkan sampling ke lokasi-lokasi selanjutnya, lalu setelah kembali melewati jalur yang sama sore harinya menuju ke base camp, sedimen tersebut yang sudah mengendap di bagian bawah wadah, diambil kembali, setelah terlebih dahulu membuang air yang mengapung di bagian atas kaleng.

Pada explorasi/survei drainage basin tahap reconnaissance (tahap awal), jumlah lokasi pengambilan sampel umumnya berkisar 4-6/mil (walaupun densitas atau kerapatan sampling ini bisa bervariasi tergantung berbagai kepentingan dan pertimbangan), serta diambil juga sampel pada setiap pertemuan sungai. Sampel selalu diambil tepat di hulu (upstream) dari pertemuan sungai tersebut, seperti yang terlihat pada Gambar 2. Sedangkan pada tahap follow-up (tahap tindak-lanjut), densitas samplingnya akan meningkat; dengan aturan empirik (rule of thumb) yang berlaku adalah paling tidak harus ada dua sampel anomali bersebelahan yang signifikan. Pada daerah-daerah di mana sungainya hanya mengalir secara intermitten, seperti pada daerah-daerah kering, sampling stream sediments yang berbutir halus sebaiknya dilakukan baik pada musim hujan maupun musim kemarau. Sedangkan pada daerah di mana sungai-sungainya men-transport butiran-butiran sulfida klastik, sedimennya bisa disampel kapan saja. Tetapi, bilamana logam-logam hanya di-tranport oleh air tanah, syarat yang dibutuhkan adalah muka air tanahnya harus dan sering memotong sungai, dan jika ini terjadi, maka sedimennya bisa disampel dari sungai, baik pada saat berair maupun kering. Sedimen danau, sedimen rawa, sedimen di balik bendungan, dan sedimen-sedimen terperangkap (tidak mengalir) lainnya, di mana baik lempung dan metal-metal teradsorpsinya maupun butir-butir sulfidanya terperangkap, dapat disampel sebagai bagian dari survei drainage basin.























Gambar 2. Kandungan mineral berat (terutama Zn) dalam air sungai dan mata air (gambar bagian atas) serta dari sedimen sungai dan sedimen mata air (gambar bagian bawah). Perhatikan lokasi-lokasi sampel pada bagian atas/hulu yang dekat dengan pertemuan sungai (Levinson, 1974, hal. 17; Contoh kasus di Yukon Territory, Canada).

Pengolahan Bahan Galian

SURVEY GEOKIMIA
Pada dasarnya definisi geokimia mempelajari jumlah dan distribusi unsur kimia dalam mineral, bijih, batuan tanah, air, dan atmosfer. Tidak terbatas pada penyelidikan unsur kimia sebagai unit terkecil dari material, juga kelimpahan dan distribusi isotop-isotop dan kelimpahan serta distribusi inti atom.
Eksplorasi geokimia khusus mengkonsentrasikan pada pengukuran kelimpahan, distribusi, dan migrasi unsur-unsur bijih atau unsur-unsur yang berhubungan erat dengan bijih, dengan tujuan mendeteksi endapan bijih. Dalam pengertian yang lebih sempit eksplorasi geokimia adalah pengukuran secara sistematis satu atau lebih unsur jejak dalam batuan, tanah, sedimen sungai aktif, vegetasi, air, atau gas, untuk mendapatkan anomali geokimia, yaitu konsentrasi abnormal dari unsur tertentu yang kontras terhadap lingkungannya (background geokimia).
Geokimia adalah cabang ilmu geologi yang mempelajari komposisi-komposisi kimia bagian dari bumi misalnya pada lithosfer yang sebagian besar komposisi kimianya adalah silikat serta pada daerah stalaktit dan stalagmit banyak ditemukan CaCO3. Pembahasan Geokimia akan selalu menjadikan bumi sebagai fokus perhatian sekaligus obyek penelitian. Sehingga sangat perlu untuk mempelajari karakteristik bumi yang mencakup sikap fisik dan kimia
Pengukuran sistematis terhadap 1 atau lebih trace elements dalam : batuan, soil, sedimen sungai, vegetasi, air, gas. Hal ini dilakukan dengan tujuan untuk menentukan ANOMALI GEOKIMIA.

Prinsip dasar geokimia eksplorasi :
Komposisi kimia material kerak bumi yg mengandung endapan mineral akan berbeda dengan komposisi kimia material yang sama yang tak mengandung endapanan mineral. Hukum termodinamika 2 (le chatelier’s) :
“Jika terjadi perubahan pada salah 1 faktor dari suatu sistem kesetimbangan, maka sistem tersebut akan cenderung meng-adjust dirinya sejauh mungkin untuk menghilangkan efek dari perubahan tersebut (sehingga pada keseluruhan sistem, selalu cenderung terjadi perubahan untuk menuju kesetimbangan”
Anomali Geokimia:
Anomali Geokimia merupakan konsentrasi abnormal dari unsur-unsur tertentu yang sangat kontras dengan lingkungannya, yang dipercaya mengindikasikan hadirnya endapan mineral atau bijih.
Profil Tanah

Survey Tanah
Survey tanah atau soil mapping adalah proses pengklasifikasian tipe soil dan bagian tanah lainnya untuk pembagian area dan mendapatkan berbagai informasi. Warna tanah dan perbedaan komposisi dapat merupakan indikator yang penting untuk berbagai kandungan logam. Contohnya, tanah organik dan inorganik reaksinya akan berbeda terhadap logam (kandungan logamnya berbeda). Dari kedua tipe ini dapat diharapkan perbedaan level background yang jelas. Mengabaikan perbedaan ini akan mengakibatkan kesalahan dalam pengambilan keputusan eksplorasi, yaitu anomali yang signifikan tidak terlihat dan anomali yang salah.
Anomali yang salah umumnya berkaitan erat dengan komponen yang menunjukkan konsentrasi unsur yang ekstrim, seperti pada material organik dan mineral lempung, juga unsur jejak dalam airtanah. Kegagalan mendefinisikan kondisi anomali (yang menunjukkan adanya mineralisasi) dapat terjadi jika conto tidak berhasil menembus zona pelindian. Ini sering terjadi pada pengambilan conto yang tergesa-gesa, sehingga bukti mineralisasi tidak terlihat.
Unsur jejak yang dikandung conto tanah umumnya mewakili daerah terbatas. Oleh karena itu diperlukan sejumlah conto yang diambil secara sistematis untuk mengevaluasi sifat-sifat mineralisasi. Perencanaan penyontoan biasanya mengikuti grid bujur sangkar atau empat persegi panjang. Conto tambahan diambil dari lingkungan yang berasosiasi dengan akumulasi unsur jejak, seperti zona depresi atau rembesan untuk menguji dispersi hidromorfik dari badan mineral yang tertimbun.
Survey tanah terdiri dari analisis conto tanah yang biasanya diambil dari horizon tanah khusus, kemudian diayak untuk mendapatkan ukuran fraksi tertentu. Conto umumnya diambil pada pola kisi (grid) yang beraturan. Di daerah yang terisolir dengan medan yang sulit, akan sulit pula untuk membuat grid pengambilan conto yang baik.
Metode alternatif yang dapat digunakan adalah penyontoan ridge dan spur. Metode ini sangat baik dikombinasikan dengan survey sedimen sungai untuk medan yang sulit. Metode pengambilan conto yang paling ideal adalah dengan grid yang teratur. Prosedur yang normal adalah menentukan garis dasar kemudian buat lintasan yang tegak lurus terhadap garis dasar. Penentuan garis dapat dilakukan dengan theodolit atau kompas.
Pemilihan grid yang digunakan tergantung pada tipe target yang dicari. Jika diketahui bahwa mineralisasi di daerah itu memiliki dimensi panjang searah dengan jurus, seperti mineralisasi vein atau unit stratigrafi, maka garis dasar harus diletakan paralel terhadap jurus. Conto diambil sepanjang garis lintang yang tegak lurus pada garis dasar. Dalam kasus ini interval antar garis bisa lebih besar dari interval conto sepanjang garis dasar. Jika jurusnya tidak dikenal dan targetnya diduga equidimensional, maka pengambilan conto dilakukan dengan grid yang berbentuk bujur sangkar.
Untuk praktisnya sering digunakan grid segi empat panjang, karena penambahan frekuensi smpling sepanjang garis dasar tidak membutuhkan banyak waktu. Ukuran grid yang digunakan umumnya 500 m x 100 m atau 200 m x 200 m untuk survey pendahuluan dan 100 m x 50 m atau 50 m x 50 m untuk survey detil. Kadang-kadang digunakan juga grid jajaran genjang.
Pengambilan contoh :
1. Conto tanah umumnya diambil pada horizon B, pada kedalaman 30 - 50 cm. Untuk unsur tertentu seperti Ag dan Hg horizon A dapat memberikan hasil yang lebih baik. Pada daerah yang keras dan kering conto diambil dengan menggali lubang kecil dengan menggunakan sekop dan cangkul. Jika tanah lunak dan lembab dapat digunakan sekop kecil atau hand auger. Conto ditempatkan pada kantong conto standar, diberi nomor dan keterangan singkat yang mencakup tipe tanah, warna, kandungan organik. Gejala khusus sepanjang lintasan perlu dicatat, contohnya singkapan, jalan setapak, sungai.
2. Sistem penomoran tergantung pada pola pengambilan contoh. Untuk pola grid lebih baik menggunakan sistem koordinat dengan mengambil titik 0 pada garis lintasan dasar, dan memberi nomor rujukan pada tiap garis lintang. Namun penomoran alfanumerik kurang praktis untuk analisis laboratorium. Cara penomoran lainmenggunakan kode enam sampai delapan digit yang merupakan kode proyek, daerah dan nomor conto, misalnya nomor 2040325 bisa berarti proyekk 2, kode daerah 04, conto 0325. Tipe ini lebih baik untuk pengolahan data dengan komputer.
3. Di daerah kering dan banyak matahari, conto dapat dikeringkan di tempat terbuka di camp, tapi di daerah basah dibutuhkan alat pengering. Jika conto sudah kering, dapat digerus dan diayak. Di daerah tropis yang didominasi tanah latosol penggerusan dapat dilakukan dengan mortar agar agregat oksida besinya hancur. Ayakan dari stainless steel atau dari nilon dapat digunakan Sebelum mengayak tiap-tiap sampel, ayakan harus bersih. Ayakan dapat dibersihkan dengan kuas ukuran 3,5 cm atau 5 cm. Hasil pengayakan dimasukkan ke dalam amplop kertas, kemudian ke dalam kantong plastik agar tidak bocor atau terkontaminasi pada waktu pengangkutan. Fraksi ukuran yang umum untuk conto geokimia adalah -80 mesh (0,2 mm), tapi ukuran yang lebih halus atau lebih kasar dapat digunakan untuk kasus-kasus tertentu.
4. Pada daerah baru yang belum diselidiki dianjurkan untuk melakukan survey orientasi untuk menentukan fraksi ukuran yang optimum untuk analisis, kedalaman penyontoan yang terbaik , jika mungkin respons geokimia dari mineralisasi .
Hasi survey tanah biasanya disajikan dalam bentuk peta kontur yang mengacu pada isopleth (garis yang konsentrasinya sama). Selang antar kontur dapat digambarkan dengan warna atau arsir. Tiap titik conto dan harganya harus diperlihatkan, tapi nomornya tidak perlu diterakan agar tidak membingungkan. Pola pengambilan conto yang tidak beraturan dapat disajikan dalam peta dot, atau dengan memberikan warna yang berbeda pada setiap titik conto.
Survey lanjut (follow-up) dilakukan dengan spasi grid yang lebih rapat. Contohnya suatu anomali yang terdapat pada grid penyelidikan pendahuluan 500x200 m dapat dipenyontoan lagi dengan grid 250x100 m atau lebih rapat lagi, tapi grid yang lebih rapat dari 25x25 m umumnya kurang menguntungkan, kecuali jika target yang diharapkan berupa vein yang sangat kecil atau pegmatit. Jika hasil survey lanjut menjanjikan, maka pada daerah anomali dapat dilnjutkan dengn survey geofisika sebelum diputuskan dilakukan pemboran.
Survey Batuan
Dalam rangka mendapatkan informasi kelimpahan background dari unsur yang dianalisis dalam survey tanah atau sedimen sungai aktif perlu dilakukan sedikitnya pengambilan contoh batuan secara terbatas. Survey batuan dapat dilakukan sendiri untuk mendeteksi kemungkinan dispersi primer yang berasosiasi dengan bijih. Survey batuan dapat digunakan untuk prospeksi mineralisasi pada kondisi berikut :
1. Prospeksi bijih yang meghasilkan pola dispersi batuan dasar yang luas (contohnya seperti Si, K, F, Cl dapat dijumpai pada lingkaran alterasi yang ekstensif mengitari bijih hidrotermal).
2. Prospeksi untuk endapan yang luas berkadar rendah (contohnya endapan Cu yang tersebar atau endapan Sn yang tersebar) yang pengenalannya tidak mungkin dilakukan dari contoh setangan karena kadarnya rendah atau mineral yang dicari tidak terlihat.
Pengambilan conto batuan bisa dilakukan dengan chip sampling secara acak pada singkapan atau dengan pemboran dengan pola grid (bor auger untuk kedalaman yang kecil, atau dengan rotary percussion untuk daerah yang overburdennya tebal). Conto batuan, yang diperoleh digerus dan diayak. Fraksi –80 mesh dianalisis.

Parameter Survey
Tantangan dalam survey geokimia adalah mendesign program yang efektif, pada prakteknya adalah membuat keputusan tentang pemilihan point-point berikut ini :
1. Material Sample
2. Pola penyontoan
3. Preparasi conto
4. Prosedur Analitis
5. Kriteria interpretasi hasil
Untuk membuat keputusan diperlukan pengetahuan atau asumsi tentang keadaan daerah survey. Artinya diperlukan rujukan infomasi yang relevan tentang :
1. Dispersi dan karakter mobilitas dari unsur dalam mineral dan batuan induk.
2. Pengaruh lingkungan lokal pada proses disperse.
3. Ukuran target, baik ukuran mineralisasi maupun ukuran yang diharapkan dari lingkaran dispersi sekelilingnya.
4. Ketersediaan material conto.
5. Kemampuan analitis.
6. Kondisi logistik
Lingkungan lokal dapat mempengaruhi proses dispersi. Faktor yang paling penting yang berhubungan dengan iklim dan topografi adalah material/tanah di daerah survey, apakah tertranspor atau residu. Jika tertranspor, asalnya dari apa, kolovium, aluvium. Material eksotis seperti sedimen berlapis, aluvial, pasir fluvial, abu vulkanik, menutupi batuan dasar, tetapi tidak mengekspresikan geokimia dari batuan yang berada di bawahnya.
Ukuran target akan mempengaruhi pemilihan interval pengambilan conto. Arah orientasi tertentu dari target juga harus dipertimbangkan dalam lintasan dan grid pengambilan conto. Idealnya, grid pengambilan conto dibuat dengan garis dasar sejajar terhadap sumbu panjang target. Garis lintangnya tegaklurus terhadap garis dasar tadi untuk mendapatkan kemungkinan irisan maksimum.
Survey geokimia yang ideal didasarkan pada penyontoan yang sistematis dan beraturan untuk memperoleh database yang homogen, agar dapat dilakukan evaluasi komparatif dari gejala geokimia. Oleh karena itu penting sekali untuk memilih medium penyontoan yang seragam di seluruh daerah survey. Teknik preparasi dan teknik analitis harus dipilih yang dapat menghasilkan data yang dapat dipercaya dan menunjang kontras yang optimum. Terakhir, perlu dilakukan evaluasi terhadap hambatan-hambatan logisistik. Akses, kondisi medan, keterdapatan tenaga, budget dan waktu perlu dipertimbangkan dengan hati-hati.

survey Geokimia

SURVEY GEOKIMIA
Pada dasarnya definisi geokimia mempelajari jumlah dan distribusi unsur kimia dalam mineral, bijih, batuan tanah, air, dan atmosfer. Tidak terbatas pada penyelidikan unsur kimia sebagai unit terkecil dari material, juga kelimpahan dan distribusi isotop-isotop dan kelimpahan serta distribusi inti atom.
Eksplorasi geokimia khusus mengkonsentrasikan pada pengukuran kelimpahan, distribusi, dan migrasi unsur-unsur bijih atau unsur-unsur yang berhubungan erat dengan bijih, dengan tujuan mendeteksi endapan bijih. Dalam pengertian yang lebih sempit eksplorasi geokimia adalah pengukuran secara sistematis satu atau lebih unsur jejak dalam batuan, tanah, sedimen sungai aktif, vegetasi, air, atau gas, untuk mendapatkan anomali geokimia, yaitu konsentrasi abnormal dari unsur tertentu yang kontras terhadap lingkungannya (background geokimia).
Geokimia adalah cabang ilmu geologi yang mempelajari komposisi-komposisi kimia bagian dari bumi misalnya pada lithosfer yang sebagian besar komposisi kimianya adalah silikat serta pada daerah stalaktit dan stalagmit banyak ditemukan CaCO3. Pembahasan Geokimia akan selalu menjadikan bumi sebagai fokus perhatian sekaligus obyek penelitian. Sehingga sangat perlu untuk mempelajari karakteristik bumi yang mencakup sikap fisik dan kimia
Pengukuran sistematis terhadap 1 atau lebih trace elements dalam : batuan, soil, sedimen sungai, vegetasi, air, gas. Hal ini dilakukan dengan tujuan untuk menentukan ANOMALI GEOKIMIA.

Prinsip dasar geokimia eksplorasi :
Komposisi kimia material kerak bumi yg mengandung endapan mineral akan berbeda dengan komposisi kimia material yang sama yang tak mengandung endapanan mineral. Hukum termodinamika 2 (le chatelier’s) :
“Jika terjadi perubahan pada salah 1 faktor dari suatu sistem kesetimbangan, maka sistem tersebut akan cenderung meng-adjust dirinya sejauh mungkin untuk menghilangkan efek dari perubahan tersebut (sehingga pada keseluruhan sistem, selalu cenderung terjadi perubahan untuk menuju kesetimbangan”
Anomali Geokimia:
Anomali Geokimia merupakan konsentrasi abnormal dari unsur-unsur tertentu yang sangat kontras dengan lingkungannya, yang dipercaya mengindikasikan hadirnya endapan mineral atau bijih.
Profil Tanah

Survey Tanah
Survey tanah atau soil mapping adalah proses pengklasifikasian tipe soil dan bagian tanah lainnya untuk pembagian area dan mendapatkan berbagai informasi. Warna tanah dan perbedaan komposisi dapat merupakan indikator yang penting untuk berbagai kandungan logam. Contohnya, tanah organik dan inorganik reaksinya akan berbeda terhadap logam (kandungan logamnya berbeda). Dari kedua tipe ini dapat diharapkan perbedaan level background yang jelas. Mengabaikan perbedaan ini akan mengakibatkan kesalahan dalam pengambilan keputusan eksplorasi, yaitu anomali yang signifikan tidak terlihat dan anomali yang salah.
Anomali yang salah umumnya berkaitan erat dengan komponen yang menunjukkan konsentrasi unsur yang ekstrim, seperti pada material organik dan mineral lempung, juga unsur jejak dalam airtanah. Kegagalan mendefinisikan kondisi anomali (yang menunjukkan adanya mineralisasi) dapat terjadi jika conto tidak berhasil menembus zona pelindian. Ini sering terjadi pada pengambilan conto yang tergesa-gesa, sehingga bukti mineralisasi tidak terlihat.
Unsur jejak yang dikandung conto tanah umumnya mewakili daerah terbatas. Oleh karena itu diperlukan sejumlah conto yang diambil secara sistematis untuk mengevaluasi sifat-sifat mineralisasi. Perencanaan penyontoan biasanya mengikuti grid bujur sangkar atau empat persegi panjang. Conto tambahan diambil dari lingkungan yang berasosiasi dengan akumulasi unsur jejak, seperti zona depresi atau rembesan untuk menguji dispersi hidromorfik dari badan mineral yang tertimbun.
Survey tanah terdiri dari analisis conto tanah yang biasanya diambil dari horizon tanah khusus, kemudian diayak untuk mendapatkan ukuran fraksi tertentu. Conto umumnya diambil pada pola kisi (grid) yang beraturan. Di daerah yang terisolir dengan medan yang sulit, akan sulit pula untuk membuat grid pengambilan conto yang baik.
Metode alternatif yang dapat digunakan adalah penyontoan ridge dan spur. Metode ini sangat baik dikombinasikan dengan survey sedimen sungai untuk medan yang sulit. Metode pengambilan conto yang paling ideal adalah dengan grid yang teratur. Prosedur yang normal adalah menentukan garis dasar kemudian buat lintasan yang tegak lurus terhadap garis dasar. Penentuan garis dapat dilakukan dengan theodolit atau kompas.
Pemilihan grid yang digunakan tergantung pada tipe target yang dicari. Jika diketahui bahwa mineralisasi di daerah itu memiliki dimensi panjang searah dengan jurus, seperti mineralisasi vein atau unit stratigrafi, maka garis dasar harus diletakan paralel terhadap jurus. Conto diambil sepanjang garis lintang yang tegak lurus pada garis dasar. Dalam kasus ini interval antar garis bisa lebih besar dari interval conto sepanjang garis dasar. Jika jurusnya tidak dikenal dan targetnya diduga equidimensional, maka pengambilan conto dilakukan dengan grid yang berbentuk bujur sangkar.
Untuk praktisnya sering digunakan grid segi empat panjang, karena penambahan frekuensi smpling sepanjang garis dasar tidak membutuhkan banyak waktu. Ukuran grid yang digunakan umumnya 500 m x 100 m atau 200 m x 200 m untuk survey pendahuluan dan 100 m x 50 m atau 50 m x 50 m untuk survey detil. Kadang-kadang digunakan juga grid jajaran genjang.
Pengambilan contoh :
1. Conto tanah umumnya diambil pada horizon B, pada kedalaman 30 - 50 cm. Untuk unsur tertentu seperti Ag dan Hg horizon A dapat memberikan hasil yang lebih baik. Pada daerah yang keras dan kering conto diambil dengan menggali lubang kecil dengan menggunakan sekop dan cangkul. Jika tanah lunak dan lembab dapat digunakan sekop kecil atau hand auger. Conto ditempatkan pada kantong conto standar, diberi nomor dan keterangan singkat yang mencakup tipe tanah, warna, kandungan organik. Gejala khusus sepanjang lintasan perlu dicatat, contohnya singkapan, jalan setapak, sungai.
2. Sistem penomoran tergantung pada pola pengambilan contoh. Untuk pola grid lebih baik menggunakan sistem koordinat dengan mengambil titik 0 pada garis lintasan dasar, dan memberi nomor rujukan pada tiap garis lintang. Namun penomoran alfanumerik kurang praktis untuk analisis laboratorium. Cara penomoran lainmenggunakan kode enam sampai delapan digit yang merupakan kode proyek, daerah dan nomor conto, misalnya nomor 2040325 bisa berarti proyekk 2, kode daerah 04, conto 0325. Tipe ini lebih baik untuk pengolahan data dengan komputer.
3. Di daerah kering dan banyak matahari, conto dapat dikeringkan di tempat terbuka di camp, tapi di daerah basah dibutuhkan alat pengering. Jika conto sudah kering, dapat digerus dan diayak. Di daerah tropis yang didominasi tanah latosol penggerusan dapat dilakukan dengan mortar agar agregat oksida besinya hancur. Ayakan dari stainless steel atau dari nilon dapat digunakan Sebelum mengayak tiap-tiap sampel, ayakan harus bersih. Ayakan dapat dibersihkan dengan kuas ukuran 3,5 cm atau 5 cm. Hasil pengayakan dimasukkan ke dalam amplop kertas, kemudian ke dalam kantong plastik agar tidak bocor atau terkontaminasi pada waktu pengangkutan. Fraksi ukuran yang umum untuk conto geokimia adalah -80 mesh (0,2 mm), tapi ukuran yang lebih halus atau lebih kasar dapat digunakan untuk kasus-kasus tertentu.
4. Pada daerah baru yang belum diselidiki dianjurkan untuk melakukan survey orientasi untuk menentukan fraksi ukuran yang optimum untuk analisis, kedalaman penyontoan yang terbaik , jika mungkin respons geokimia dari mineralisasi .
Hasi survey tanah biasanya disajikan dalam bentuk peta kontur yang mengacu pada isopleth (garis yang konsentrasinya sama). Selang antar kontur dapat digambarkan dengan warna atau arsir. Tiap titik conto dan harganya harus diperlihatkan, tapi nomornya tidak perlu diterakan agar tidak membingungkan. Pola pengambilan conto yang tidak beraturan dapat disajikan dalam peta dot, atau dengan memberikan warna yang berbeda pada setiap titik conto.
Survey lanjut (follow-up) dilakukan dengan spasi grid yang lebih rapat. Contohnya suatu anomali yang terdapat pada grid penyelidikan pendahuluan 500x200 m dapat dipenyontoan lagi dengan grid 250x100 m atau lebih rapat lagi, tapi grid yang lebih rapat dari 25x25 m umumnya kurang menguntungkan, kecuali jika target yang diharapkan berupa vein yang sangat kecil atau pegmatit. Jika hasil survey lanjut menjanjikan, maka pada daerah anomali dapat dilnjutkan dengn survey geofisika sebelum diputuskan dilakukan pemboran.
Survey Batuan
Dalam rangka mendapatkan informasi kelimpahan background dari unsur yang dianalisis dalam survey tanah atau sedimen sungai aktif perlu dilakukan sedikitnya pengambilan contoh batuan secara terbatas. Survey batuan dapat dilakukan sendiri untuk mendeteksi kemungkinan dispersi primer yang berasosiasi dengan bijih. Survey batuan dapat digunakan untuk prospeksi mineralisasi pada kondisi berikut :
1. Prospeksi bijih yang meghasilkan pola dispersi batuan dasar yang luas (contohnya seperti Si, K, F, Cl dapat dijumpai pada lingkaran alterasi yang ekstensif mengitari bijih hidrotermal).
2. Prospeksi untuk endapan yang luas berkadar rendah (contohnya endapan Cu yang tersebar atau endapan Sn yang tersebar) yang pengenalannya tidak mungkin dilakukan dari contoh setangan karena kadarnya rendah atau mineral yang dicari tidak terlihat.
Pengambilan conto batuan bisa dilakukan dengan chip sampling secara acak pada singkapan atau dengan pemboran dengan pola grid (bor auger untuk kedalaman yang kecil, atau dengan rotary percussion untuk daerah yang overburdennya tebal). Conto batuan, yang diperoleh digerus dan diayak. Fraksi –80 mesh dianalisis.

Parameter Survey
Tantangan dalam survey geokimia adalah mendesign program yang efektif, pada prakteknya adalah membuat keputusan tentang pemilihan point-point berikut ini :
1. Material Sample
2. Pola penyontoan
3. Preparasi conto
4. Prosedur Analitis
5. Kriteria interpretasi hasil
Untuk membuat keputusan diperlukan pengetahuan atau asumsi tentang keadaan daerah survey. Artinya diperlukan rujukan infomasi yang relevan tentang :
1. Dispersi dan karakter mobilitas dari unsur dalam mineral dan batuan induk.
2. Pengaruh lingkungan lokal pada proses disperse.
3. Ukuran target, baik ukuran mineralisasi maupun ukuran yang diharapkan dari lingkaran dispersi sekelilingnya.
4. Ketersediaan material conto.
5. Kemampuan analitis.
6. Kondisi logistik
Lingkungan lokal dapat mempengaruhi proses dispersi. Faktor yang paling penting yang berhubungan dengan iklim dan topografi adalah material/tanah di daerah survey, apakah tertranspor atau residu. Jika tertranspor, asalnya dari apa, kolovium, aluvium. Material eksotis seperti sedimen berlapis, aluvial, pasir fluvial, abu vulkanik, menutupi batuan dasar, tetapi tidak mengekspresikan geokimia dari batuan yang berada di bawahnya.
Ukuran target akan mempengaruhi pemilihan interval pengambilan conto. Arah orientasi tertentu dari target juga harus dipertimbangkan dalam lintasan dan grid pengambilan conto. Idealnya, grid pengambilan conto dibuat dengan garis dasar sejajar terhadap sumbu panjang target. Garis lintangnya tegaklurus terhadap garis dasar tadi untuk mendapatkan kemungkinan irisan maksimum.
Survey geokimia yang ideal didasarkan pada penyontoan yang sistematis dan beraturan untuk memperoleh database yang homogen, agar dapat dilakukan evaluasi komparatif dari gejala geokimia. Oleh karena itu penting sekali untuk memilih medium penyontoan yang seragam di seluruh daerah survey. Teknik preparasi dan teknik analitis harus dipilih yang dapat menghasilkan data yang dapat dipercaya dan menunjang kontras yang optimum. Terakhir, perlu dilakukan evaluasi terhadap hambatan-hambatan logisistik. Akses, kondisi medan, keterdapatan tenaga, budget dan waktu perlu dipertimbangkan dengan hati-hati.