Senin, 22 Februari 2010

Tambang Terbuka

BAB II
PERANCANGAN TAMBANG TERBUKA



Dalam melakukan suatu perancangan tambang terbuka, harus diperhatikan hal-hal sebagai berikut :
1) Data yang diperlukan untuk perancangan tambang terbuka
2) Pertimbangan-pertimbangan dalam perancangan tambang terbuka

2.1. DATA YANG DIPERLUKAN UNTUK PERANCANGAN TAMBANG TERBUKA

Data yang diperlukan untuk membuat rancangan suatu tambang terbuka adalah :
1) Peta topografi dan peta geologi dengan skala 1 : 1000 atau 1 : 2000.
2) Data geologi dan eksplorasi rinci endapan bahan galian: letaknya, bentuknya (cincin, lensa, disseminated (tersebar), urat (vein), batolith, dll), stratigrafi/litologi, dip & strike, kadar bijih rata-rata, ukuran/dimensinya, jumlah sumber daya dan cadangan (measured/proven reserve), kadar rata-rata dan penyebaran kadar, dll.
3) Data geoteknik.
4) Data hidrologi dan geohidrologi.
5) Data kegempaan.
6) Data keekonomian

2.2. PERTIMBANGAN-PERTIMBANGAN DALAM PERANCANGAN TAMBANG

Perancangan tambang harus memenuhi pertimbangan-pertimbangan, yaitu :
1) Pertimbangan ekonomis (Economic Considerations)
2) Pertimbangan teknis (Technical/Engineering Considerations)




2.2.1. Pertimbangan Ekonomis

Pertimbangan ekonomis meliputi :

1) Cut off Grade
Ada 2 (dua) pengertian tentang cut off grade, yaitu :
a. kadar endapan bahan galian terendah yang masih memberikan keuntungan apabila ditambang.
b. kadar rata-rata terendah dari endapan bahan galian yang masih memberikan keuntungan apabila endapan tersebut ditambang.
Cut off grade inilah yang akan menetukan batas-batas atau besarnya cadangan, serta menentukan perlu tidaknya dilakukan mixing / blending.
2) Break Even Stripping Ratio (BESR)
Untuk menganalisis kemungkinan sistem penambangan yang akan digunakan, apakah tambang terbuka ataukah tambang bawah tanah, maka dipelajari break even stripping ratio (BESR), yaitu perbandingan antara biaya penggalian endapan bijih (ore) dengan biaya pengupasan tanah penutup (overburden) atau merupakan perbandingan selisih biaya penambangan bawah tanah dan penambangan terbuka dengan biaya pengupasan secara tambang terbuka. BESR ini juga disebut over all strippig ratio.

Biaya tambang bawah tanah - biaya tambang terbuka
/ ton bijih / ton bijih
BESR(1) = ---------------------------------------------------------------------
Biaya pengupasan overburden / ton overburden

Misalnya biaya penambangan secara tambang bawah tanah = Rp. 18.000/ton ore, biaya penambangan secara tambang terbuka = Rp. 2000/ton ore dan ongkos pengupasan tanah penutup = Rp. 3500/ton overburden. Maka untuk memilih salah satu sistem penambangan digunakan rumus BESR(1).

Rp 18.000 - Rp. 2000
BESR (1) = ------------------------------- = 4,57
Rp. 3500

Ini berarti bahwa hanya bagian endapan yang mempunyai BESR yang lebih rendah dari 4,86 yang dapat ditambang secara tambang terbuka dengan menguntungkan. Jadi 4,86 adalah BESR (1) tertinggi yang masih dibolehkan untuk operasi tambang terbuka dengan kondisi tersebut diatas.
Setelah ditentukan bahwa akan digunakan sistem tambang terbuka, maka dalam rangka pengembangan rencana penambangan digunakan BESR (2) dengan rumus sebagai berikut :

Nilai yang diperoleh / - Ongkos produksi /
ton bijih ton bijih
BESR(2) = ------------------------------------------------------------------
Biaya pengupasan overburden / ton overburden

BESR (2) ini juga disebut economic stripping ratio yang artinya berapa besar keuntungan yang dapat diperoleh bila endapan bijih itu ditambang secara tambang terbuka.
Contoh perhitungan BESR (2) untuk bijih tembaga kadar 0,80%, 0,75% dan 0,60% Cu adalah sebagai berikut :
Dari hasil perhitungan seperti terlihat pada tabel II.1 bila harga logam Cu = Rp. 2.500/lb, ternyata untuk bijih Cu (ore) dengan kadar 0,80% mempunyai BESR 1,5 : 1 dan kadar 0,60% Cu mempunyai BESR 0,6 : 1. Demikian selanjutnya untuk harga metal Rp. 3.000/lb dan Rp. 3.500/lb Cu juga dihitung BESR-nya.
Setelah itu, masing-masing BESR dihitung untuk setiap kadar Cu dan untuk berbagai harga logam Cu, kemudian dapat dibuat grafik BESR vs kadar Cu (lihat Gambar 2.1).
Selain itu BESR(3) biasanya juga dihitung berdasarkan keuntungan maksimum yang akan diperoleh, yaitu :

Nilai yang diperoleh/ton bijih - ( Ongkos produksi/ton + keuntungan/ton)
BESR(3) = ------------------------------------------------------------------------------------
Biaya pengupasan overburden / ton overburden







Tabel II.1
Contoh Perhitungan Break Even Stripping Ratio (BESR2)

Kadar bijih, % Cu 0,80 0,70 0,60
“Smelter recovery”, % 81,80 83,02 85,80
“Recovery Cu / ton ore”, lb 14,10 12,20 10,30
----------------------------------------------------------------------------------------------------------
ONGKOS PRODUKSI TIAP BIJIH TON
Penambangan Rp. 4.500 Rp. 4.500 Rp. 4.500
Milling, Dpr. &Gen.cost Rp. 12.500 Rp. 12.500 Rp. 12.500
Treatment etc. Rp. 8.500 Rp. 7.600 Rp. 6.500
--------------- --------- ----- ----------------
Ongkos produksi total Rp. 25.500 Rp. 24.600 Rp. 23.500

ONGKOS PENGUPASAN
Ongkos pengupasan/ton OB Rp 4.000 Rp. 4.000 Rp. 4.000
NILAI YANG DIPEROLEH
Harga jual per ton bijih
1. untuk Rp. 2.500/lb Cu Rp. 3.530 Rp. 3.050 Rp. 2.580
BESR 2,5 : 1 1,5 : 1 0,6 : 1
2. untuk Rp. 3.000/lb Cu Rp. 4.230 Rp. 4.230 Rp. 3.090
BESR 4,2 : 1 3,0 : 1 1,8 : 1
3. untuk Rp. 3.500/lb Cu Rp. 4.940 Rp. 4.270 Rp. 3.610
BESR 6,0 : 1 4,5 : 1 3,2 : 1
----------------------------------------------------------------------------------------------------------


Dari Tabel II.1 terlihat bahwa yang mempengaruhi tinggi rendahnya BESR adalah :
- kadar logam dari bijih yang akan ditambang
- harga logam di pasaran
Jadi pada dasarnya, jika terjadi kenaikan harga logam di pasaran, dapat mengakibatkan perluasan tambang karena cadangan bertambah, sebalikya jika harga logam turun, maka jumlah cadangan akan berkurang.
Sehingga secara umum pertimbangan ekonomis meliputi :
1) Nilai (value) endapan bijih (berapa harga dari produk yang dihasilkan) dinyatakan dalam Rp/ton bijih.
2) Ongkos produksi  sampai dengan barang tambang siap dijual (Rp/ton bijih).
3) Ongkos pengupasan over burden (stripping cost), dinyatakan dalam Rp/ton bijih.
Nilai endapan bijih ditentukan oleh pasar, contoh : di Inggris (London) dan Amsterdam.
Ongkos produksi : bandingkan dengan ongkos produksi bahan galian yang sama. Contoh lain perhitungan BESR seperti terlihat di bawah ini :
BESR (Break Even Stripping Ratio) =



Contoh :

Ongkos kupas = Rp 1/ton OB Ongkos Pengupasan Over Burden
Nilai Kupas (Stripping Ratio) = 1 ton Batubara : 7 m3 OB.
= 1 ton endapan bijih : 5 ton OB.
= 1 m3 endapan bijih : 5 m3 OB.
Jika nilai bijih = $ 20/ton ore dan ongkos produksi = $ 5/ton ore, maka :

BESR =
Jika nilai BESR > 1, maka endapan tersebut menguntungkan.
BESR dipakai untuk mengetahui apakah rancangan tambang tersebut menguntungkan/tidak.

2.2.2. Pertimbangan Teknis

Pertimbangan Teknis meliputi :
1) Penentuan ultimate pit limit
2) Pertimbangan struktur geologi yang dominan
3) Pertimbangan geometri

2.2.2.1. Penentuan ultimate pit limit

1. Pendahuluan

Banyak cara untuk merancang sebuah ultimate open pit. Metodenya dibedakan oleh ukuran deposit, kuantitas dan kualitas data, kemampuan komputer, dan asumsi dari seorang enginer tersebut.
Langkah pertama untuk perencanaan jangka panjang atau pendek adalah menetukan batas dari open pit. Batas ini menunjukkan jumlah bijih yang dapat ditambang, kandungan logam, dan jumlah material buangan (overburden) yang harus dipindahkan selama operasi penambangan berlangsung. Ukuran, geometri, dan lokasi dari pit utama sangat penting dalam perencanaan tempat tailing, tempat penimbunan tanah penutup (overburden), jalan masuk, konsentrat, dan semua fasilitas lain pada tambang terbuka tersebut. Pengetahuan tambahan dari rancangan ultimate pit juga berguna dalam membantu pekerjaan eksplorasi mendatang.
Dalam merancang ultimate pit, seorang engineer akan memberi nilai pada parameter fisik dan parameter ekonomi. Batas pit utama merupakan batas maksimum seluruh material yang memenuhi kriteria fisik dan ekonomi. Material yang terkandung dalam pit akan mempunyai dua sasaran :
1) Sebuah blok tidak akan ditambang kecuali blok tersebut dapat membayar seluruh biaya untuk penambangan, proses, pemasaran, maupun pengupasan material di atas blok tersebut.
2) Untuk konservasi dari sumber daya alam. Blok yang memenuhi persyaratan sasaran pertama merupakan bagian dari pit.
Hasil dari sasaran-sasaran ini adalah rancangan yang akan meningkatkan keuntungan total pit berdasarkan parameter fisik dan ekonomi yang digunakan. Perubahan parameter-parameter ini di masa yang akan datang, akan mengakibatkan perubahan pada rancangan pit. Karena nilai dari parameter tidak diketahui pada saat merancang, seorang enginer diharapkan dapat merancang pit untuk berbagai nilai untuk menentukan faktor yang paling penting maupun efeknya terhadap ultimate pit limit.

2. Rancangan secara manual

Dalam metode manual untuk perancangan pit, seorang enginer bertugas untuk menentukan waktu dan membuat penilaian. Metode manual yang biasa digunakan dimulai dengan tiga jenis vertical section yang ditunjukkan pada Gambar 2.1 :
1) Penampang yang bersilangan (cross section) berada pada interval biasa sejajar satu dengan yang lain dan terhadap sumbu panjang badan bijih. Hal ini memberi hampir semua definisi pit dan dapat diberi nomor 10-30 , tergantung pada ukuran dan bentuk deposit dan informasi yang tersedia.
2) Penampang yang membujur (longitudinal section) sepanjang sumbu panjang badan bijih untuk membantu mengetahui batas pit di akhir badan bijih.
3) Penampang yang radial (radial section) membantu mengetahui batas pit di akhir badan bijih.

Gambar 2.1
Jenis Penampang (Section) Vertikal Yang
Digunakan Untuk Perancangan Pit Secara Manual (B.A. Kennedy, 1990)

Setiap bagian menunjukkan kadar bijih, topografi, geologi (jika diperlukan untuk menentukan batas pit), kontrol struktur (jika diperlukan untuk menentukan batas pit), dan informasi lain yang akan membatasi pit (misalnya, batas kepemilikan).
Stripping ratio digunakan untuk menentukan batas pit pada setiap bagian. Batas-batas pit ditempatkan pada setiap bagian secara terpisah dengan menggunakan sudut kemiringan/lereng pit yang ditentukan.
Batas pit ditempatkan di penampang pada titik dimana kadar bijih dapat menutupi semua biaya penambangan tanah penutup (material di atasnya). Ketika garis batas pit telah digambar pada penampang, kadar bijih sepanjang garis dihitung, panjang bijih dan material penutup diukur. Perbandingan tanah penutup terhadap bijih dihitung dan dibandingkan dengan breakeven stripping ratio kadar bijih tersebut sepanjang batas pit.
Jika hasil perhitungan stripping ratio kurang dari breakeven stripping ratio, batas pit diperluas. Proses ini berlangsung terus sampai batas limit ditentukan pada sebuah titik dimana hasil perhitungan dan breakeven stripping ratio sama.
Pada Gambar 2.2, kadar pada penampang sebelah kanan pit diestimasi/diperkirakan sebesar 0,6% Cu. Dengan harga $2.25 per kg tembaga, breakeven stripping ratio dari Gambar 2.3 adalah 1,3 : 1. Garis pada batas pit ditemukan dengan menggunakan kemiringan pit tertentu dan ditempatkan pada titik dimana overburden : bijih = 1,3 : 1.


Gambar 2.2
Pit Limit Diperlihatkan Pada Penampang (B.A. Kennedy, 1990)


Pada penampang sebelah kiri, batas pit untuk 0,7% kadar Cu ditentukan dengan menggunakan breakeven stripping ratio 2,7 : 1. Jika kadar bijih berubah seiring garis pit llimit dipindahkan, breakeven stripping ratio yang digunakan juga akan berubah.


Gambar 2.3
Stripping Ratio Untuk Berbagai Kadar Bijih Dan Harga Logam
(B.A. Kennedy, 1990)

Batas pit ditentukan pada bagian yang membujur pada cara yang sama dengan kurva stripping ratio. Batas pit untuk section radial diwakili oleh stripping ratio yang berbeda pula. Seperti yang diperlihatkan pada Gambar 2.4 ; bagian yang menyilang dan membujur menunjukkan irisan sepanjang dinding pit dengan dasar panjang yang sama dengan memotong permukaan.
Penampang radial tersebut mewakili sebagian kecil dari pit bagian dasar, dan sebagian yang lebih lebar pada perpotongan di permukaan. Stripping ratio yang diperkenankan harus disesuaikan ke bawah supaya penampang radial sebelum batas pit dapat ditentukan.


Gambar 2.4
Bagian-Bagian Yang Dipengaruhi Oleh Penampang Vertikal
(B.A. Kennedy, 1990)
Langkah selanjutnya dalam perancangan manual adalah memindahkan batas pit dari masing-masing penampang ke sebuah peta rancangan tunggal dari deposit tersebut. Ketinggian dan lokasi pit bagian bawah dan permukaan memotong masing-masing penampang yang dipindahkan.
Hasil dari peta rancangan akan menunjukkan suatu pola tidak teratur dari ketinggian dan sketsa (outline) bagian bawah pit, dan dari perpotongan di permukaan. Bagian bawah pit harus diratakan secara manual disesuaikan pada informasi penampang tersebut.
Dimulai dari bagian bawah pit yang rata, sketsa akan dikembangkan untuk masing-masig jenjang pada jalan tengah titik antara bagian kaki jenjang (toe) dan puncak jenjang (crest). Lalu pit akan diperluas dari bagian bawah dengan mengikuti kriteria sebagai berikut:
1) Breakeven stripping ratio untuk penampang yang berdekatan boleh dirata-ratakan.
2) Lereng pit yang diperkenankan harus diperhatikan. Jika sistem jalan dirancang pada waktu yang sama, sudut antar belokan digunakan. Jika rancangan awal tidak memperlihatkan jalan tersebut, sketsa untuk titik tengah jenjang didasarkan pada lereng pit keseluruhan yang lebih datar yang diperbolehkan untuk jalan.
3) Sebaiknya pola yang tidak pasti di dalam pit dihindari. Hal ini termasuk bagian-bagian yang menonjol yang terdapat di dalam pit.
4) Pola geometrik sederhana pada masing-masing jenjang membuat proses merancang menjadi lebih mudah.
Bilamana rancangan pit telah dikembangkan, sebaiknya dilakukan peninjauan kembali untuk menentukan apakah breakeven stripping ratio telah memuaskan. Dalam rancangan pit, pit dapat dibagi menjadi beberapa bagian, setiap bagian diperiksa untuk menentukan waste ore ratio. Dua cara yang dapat digunakan untuk memeriksa stripping ratio pada masing-masing bagian adalah :
1) Batas pit dari peta rancangan dapat dipindahkan kembali ke penampang dan stripping ratio dapat dihitung lebih lanjut dari penampang tersebut.
2) Sketsa jenjang dapat dipindahkan ke masing-masing peta jenjang tunggal. Panjang bijih dan waste diukur sepanjang sktesa jenjang untuk masing-masing bagian. Hasil dari masing-masinng jenjang dikombinasikan untuk menghitung stripping ratio bagian itu. Kadar bijih untuk bagian adalah rata-rata berat (panjangnya) dari tingkat bijih sepanjang batas pit untuk tiap-tiap jenjang.
Cadangan total untuk pit dan stripping ratio rata-rata ditentukan oleh nilai akumulasi dari tiap jenjang. Berat bijih yang lebih besar dari breakeven cut of grade (BECOG) diukur dan kadar rata-rata bijih dihitung untuk tiap jenjang. Berat tanah penutup juga diukur. Total berat bijih dan berat tanah penutup untuk tiap jenjang menghasilkan nilai stripping ratio rata-rata untuk pit tersebut.

3. Metode komputer

Yang harus dipahami, rancangan manual dari suatu pit membuat ahli perencanaan menjadi lebih teliti dengan rancangan tersebut dan meningkatkan pengetahuan tentang deposit tersebut. Prosedurnya tidak sederhana dan sukar digunakan dalam deposit yang besar/kompleks. Karena panjangnya prosedur tersebut, alternatif yang dapat dikerjakan terbatas. Begitu ada informasi tambahan atau ada parameter desain yang berubah, maka keseluruhan prosesnya mungkin harus diulang. Kekurangan lainnya adalah penampang dari pitnya mungkin terancang baik, tetapi bila penampang (potongan) tersebut digabungkan dan diperhalus, hasilnya bukan yang terbaik untuk pit secara keseluruhan.
Perkembangan pemakaian komputer telah memungkinkan untuk menangani jumlah data yang besar dan menggunakan lebih banyak alternatif pit daripada metode manual. Komputer telah terbukti sebagai alat yang hebat untuk menyimpan, mengeluarkan kembali, memproses, dan menampilkan data proyek pertambangan. Aplikasi komputer telah dikembangkan untuk memperkirakan tanah penutup dari rancangan pit.
Peran komputer dapat dibagi menjadi 2 kelompok:
1) Metode dengan bantuan komputer.
Perhitungan dengan komputer di bawah kendali seorang enginer. Komputer tidak mengerjakan seluruh rancangan tetapi hanya melakukan pekerjaan perhitungan yang rumit, dimana prosesnya dikendalikan oleh seorang enginer. Contoh yang dapat diambil adalah tehnik dua dimensi Lerchs-Grossman dan desain tiga dimensi menggunakan metoda ekspansi pertambahan (incremental) pit.
2) Metode otomatis
Metode ini cocok untuk merancang pit secara terbatas untuk uji kelayakan ekonomi dan batasan fisik tanpa campur tangan seorang enginer. Sebuah kategori metode otomatis mengandung teknik pengoptimalan secara matematis menggunakan program linear, program dinamis, atau flow network. Kategori kedua adalah metode heuristic, seperti metode kerucut terbalik (floating cone) dan menghasilkan pit yang dapat diterima, tetapi tidak perlu yang optimal. Seiring dengan menurunnya biaya pemrosesan dengan komputer, maka penggunaan metode otomatis akan berkembang pesat.
Karakteristik yang lain yang membedakan jenis metode komputerisasi adalah menggunakan seluruh atau sebagian blok untuk penambangan. Dalam metode satu blok penuh, setiap blok ditambang sebagai suatu kesatuan atau utuh; dalam metode blok parsial, bagian setiap blok dapat ditambang. Setiap metode memiliki keuntungan tertentu :
1) Akurat  Dengan penggunaan blok parsial, tonase dalam jumlah kecil dapat dihitung lebih akurat. Keseluruhan tonase pit mungkin akan akurat menggunakan metode blok penuh, tetapi ketelitian akan berkurang untuk volume yang kecil.
2) Keterbatasan fisik  Lereng pit yang diinginkan dan batas pit diperkirakan dengan blok-blok penambangan. Penggunaan blok penuh menghasilkan dinding pit yang tidak dapat diterima dalam masalah operasi dan kestabilan lereng. Beberapa teknik blok penuh dapat mengasumsikan ukuran blok sebagai fungsi lereng pit dan beberapa tidak mengijinkan lereng untuk bervariasi pada pit. Ketelitian diperlukan untuk merancang pit yang menggunakan teknik blok penuh.
3) Biaya  Sebagaimana biasanya digunakan, metode blok penuh terbukti lebih murah daripada metode blok parsial. Sebagai hasilnya, beberapa konfigurasi pit dapat dengan cepat dianalisa dengan metode blok penuh untuk memberikan dasar yang baik untuk analisa blok parsial secara lebih detail.

4. Metode Lerchs-Grossman

Metode dua dimensi Lerchs-Grossman akan merancang penampang vertikal, pit akan memberikan keuntungan netto terbesar. Metode ini menarik karena mengeliminasi proses trial and error yang ada dalam merancang pit tiap penampang secara manual. Metode ini juga sesuai untuk proses komputer.
Seperti metode manual, metode Lerchs-Grossman merancang pit pada penampang vertikal. Hasilnya masih harus dipindahkan pada peta rencana pit, dihaluskan dan diperiksa secara manual. Walaupun pit dapat optimal pada setiap penampang, ultimate pit hasil dari pembulatan mungkin tidak optimal.
Gambar 2.5 menunjukkan penampang vertikal melalui model blok endapan. Tiap blok mewakili harga bersih sebuah blok jika blok itu ditambang dan diproses. Blok-blok dengan harga keuntungan positif ditandai dengan warna yang lebih gelap. Ukuran blok telah disesuaikan di dalam contoh sehingga profil pit akan bergerak ke atas atau ke bawah hanya satu blok.




Gambar 2.5
Penampang Verikal Menunjukkan Nilai Bersih Tiap Blok (B.A. Kennedy, 1990)

• Tahap 1
Tambahkan nilai tiap blok dari atas ke bawah tiap kolom dan masukkan jumlah-jumlah iini pada blok berhubungan seperti Gambar 2.5. Jumlah ini adalah harga lebih dari setiap blok pada Gambar 2.5, dan mewakili harga kumulatif material dari setiap blok pada permukaan.

• Tahap 2
Mulai dengan blok atas di kolom paling kanan, dan bekerja ke bawah setiap kolom. Letakkan sebuah panah pada titik blok ke harga tertinggi dalam :
1) Satu blok ke kiri atas
2) Satu blok ke kiri
3) Satu blok ke kiri bawah
Hitung harga blok-blok dasar dengan menambahkan harga tertinggi ke arah tanda panah. Harga paling murah setiap blok mewakili harga keuntungan bersih keseluruhan dari material dalam blok, blok-blok dalam kolom, dan blok-blok dalam profil pit ke arah kiri dari blok. Blok-blok yang ditandai dengan X tidak bisa ditambang sehingga tidak perlu adanya penambahan kolom.




Gambar 2.6
Penampang Setelah Proses Pencarian (B.A. Kennedy, 1990)

• Tahap 3
Periksa baris teratas untuk harga total yang paling tinggi. Ini adalah total pengembalian dari pengoptimalan pit. Sebagai contoh, pit yang optimal akan berharga $13. Ikuti panah untuk mendapatkan garis besar pit. Gambar 2.8 memperlihatkan garis besar pit tiap section. Tercatat bahwa blok pada baris-6 dan kolom-6 memiliki harga tertinggi dalam investasi, endapannya tidak berada dalam pit. Untuk menambang endapan tersebut bisa jadi menurunkan harga pit.


Gambar 2.7
Optimal Pit Outline (B.A. Kennedy, 1990)


5. Pertambahan keluasan pit (incremental pit expansion)
Teknik ini merupakan proses trial and error yang dikendalikan oleh seorang enginer. Walaupun metode ini sulit menghasilkan pit yang optimum, namun dalam tangan seorang enginer yang berkualitas akan menjadi sarana yang baik. Metode ini dapat dilakukan terhadap teknik blok penuh maupun teknik blok parsial.
Seorang enginer dapat mendigitasi outline dari dasar pit baru atau memperluas sampai ke dinding pit. Komputer merancang bentuk kenaikkan jenjang ini dan menyesuaikannya dengan kemiringan pit. Seorang enginer dapat menggambarkan hasil perluasan grafik untuk memperjelas pertambahan biaya pit yang diharapkan.
Jika perluasan ini disetujui, maka tabulasi dilakukan untuk material-material yang ditambahkan. Bentuk perluasan pada titik tengah tiap-tiap jenjang digunakan dengan nilai blok dari jenjang untuk menghitung nilai, berat bijih, berat buangan (waste), penghasilan, serta biaya perluasan. Jika perluasan itu memenuhi kriteria, maka perluasan itu dimasukkan dalam pit, dan denah lainnya didigitasi. Dengan demikian, ukuran dari pit akan semakin bertambah seiring dengan setiap perluasan yang dilakukan apabila perluasan itu memenuhi kriteria.
Agar menjadi paling efektif, rancangan dimulai dari jenjang yang lebih atas ke arah bawah, dan dari daerah yang berkadar tinggi. Hal ini untuk memastikan hanya blok yang dapat membayar biaya blok tersebut sendiri yang termasuk dalam pit.

6. Metode kerucut mengambang (floating cone method)

Metode otomatis yang paling dikenal adalah metode kerucut mengambang. Metode ini hampir sama dengan metode pertambahan keluasan pit tetapi proses manual dapat dikurangi atau dihilangkan.
Sebagai pengganti dasar yang didigitasi, satu dari kumpulan blok membentuk dasar dari perluasan. Jika kadar di dasar lebih tinggi dari mining cut of grade, perluasan diproyeksikan ke atas ke arah puncak dari model yang dapat dilihat pada Gambar 2.8. Sebuah kerucut dihasilkan dengan menggunakan sudut/kemiringan pit yang sesuai.

Seluruh blok termasuk di dalam kerucut (dan ditentukan belum ditambang sebelumnya) ditabulasikan untuk untuk biaya penambangan dan pemrosesan, dan pemasukkan yang dihasilkan oleh bijih. Apabila pemasukkan totalnya lebih besar daripada biaya total dari blok-blok yang ada dalam kerucut, kerucut ini memiliki harga


Gambar 2.8
Kerucut Yang Terpusat Pada Dasar Blok (B.A. Kennedy, 1990)

bersih positif, dan cukup ekonomis untuk ditambang. Kemudian dilakukan perubahan permukaan topografi untuk mendapatkan simulasi penambangan dari kerucut. Topografi ini tidak diubah lagi, kecuali apabila didapatkan harga kerucut yang positif.
Kemudian dilakukan pengujian untuk blok kedua, seperti yang ditunjukkan oleh Gambar 2. misalkan kerucut pertama memberikan harga positif dan termasuk dalam pit, hanya blok-blok yang terdapat dalam daerah yang diarsir yang perlu untuk ditabulasikan.
Masing-masing blok pada endapan diuji dengan mengasumsikan seperti bentuk kerucut. Pada model kerucut yang lebih besar, proses ini akan membutuhkan biaya yang besar. Pit yang dihasilkan juga menentukan arah dari pemilihan blok selanjutnya.
Sebagai contoh, blok dasar pada level mungkin tidak ekonomis ketika pertama diuji. Jika bagian dari tanah penutup yang menutupi level tersebut dikupas dengan menambang kerucut dari level yang lebih rendah, blok tersebut harus diperiksa kembali sebelum blok lain dari level yang lebih rendah digunakan sebagai blok dasar. Hal ini dipandang penting untuk memastikan kerucut tersebut dapat membayar dirinya.
Karena masalah-masalah tersebut maka sebaiknya seorang enginer dapat membantu dalam proses di atas. Enginer dapat menentukan volume yang kecil dimana semua blok dasar akan diperiksa oleh komputer. Dari hasil volume kerucut yang kecil, dapat ditentukan volume lain untuk diperiksa. Dengan pengawasan tambahan, maka pemilihan tahap dari blok dasar akan mengurangi suatu masalah.


Gambar 2.9
Kerucut Yang Dibentuk Oleh Blok Dasar Kedua (B.A. Kennedy, 1990)

2.2.2.2. Pertimbangan struktur geologi yang dominan

Struktur gologi yang mempengaruhi dalam perancangan suatu tambang terbuka yaitu :
- Perlapisan dan perlipatan (sinklin dan antiklin)
- sesar dan patahan
- cleavage
Petimbangan mengenai bentuk struktur geologi yang dominan tersebut akan mempengaruhi dalam melakukan perancangan tambang. Adanya daerah perlapisan, perlipatan, sesar dan patahan akan mempengaruhi batas-batas daerah yang akan ditambang (geometri dari daerah penambangan). Salah satu contoh adalah seperti terlihat dalam Gambar 2.10 dimana adanya struktur geologi di daerah yang akan ditambang (di daerah yang akan dibuat jenjang atau “bench”) maka geometri jenjang akan dibuat dengan memperhatikan struktur geologi tersebut. Sedangkan dalam Gambar 2.11 terlihat dimana adanya struktur geologi yang berupa patahan akan membatasi daerah pit penambangan.


Gambar 2.10
Pengaruh Struktur Geologi dalam Perancangan “Bench”


Gambar 2.11
Pengaruh Struktur Geologi “Patahan” Terhadap Daerah Penambangan
2.2.2.3. Pertimbangan Geometri

Cadangan bijih yang akan ditambang dengan cara teknik tambang terbuka sangat dipengaruhi oleh beberapa aspek meliputi ukuran, bentuk, orientasi dan faktor kedalaman dari permukaan dari cadangan bijih tersebut. Keadaan topografi mencakup daerah pegunungan sampai daerah dasar lembah. Oleh karena itu terdapat beberapa pertimbangan geometri yang harus diperhatikan.
Adapun pertimbangan geometri yang harus diperhatikan adalah sebagai berikut :
1. Geometri jenjang
Komponen utama dalam suatu tambang terbuka adalah yang disebut dengan “bench” (lihat Gambar 2.12).


Gambar 2.12
Bagian-Bagian Dari “Bench” (Hustrulid.W. & Kuchta.M.)

Pertimbangan-pertimbangan yang akan dipakai dalam menentukan geometri jenjang (w=lebar, l=panjang, dan h=tinggi) :
- Sasaran produksi harian  sasaran produksi tahunan.
- Harus mampu menampung alat-alat/peralatan yang dipakai untuk bekerja (working bench).
- Masih sesuai dengan ultimate pit slope
Pembuatan jenjang pertama kali biasanya dilakukan dengan cara membuat suatu bukaan (biasanya berbentuk empat persegi panjang). Bukaan tersebut biasanya dibuat dengan cara peledakan. Di bawah ini diberikan beberapa contoh perhitungan geometri jenjang dengan cara peledakan yaitu :

a. Cara US Army Engineer
Lebar jenjang minimum = Wmin = y + Wt + Ls + G + Wb
dimana :
Y = lebar jenjang untuk peledakan, ft (m).
Wt = lebar alat angkut, ft (m).
Ls = panjang alat muat tanpa boom, ft (m).
G = “floor cutting radius”, ft (m).
Wb = ½ y = Lebar tumpukkan hasil peledakan, ft (m).


Gambar 2.13
Pembuatan “Bench” cara US Army Engineer
( “Pit & Quaries”, No. 5-332, 1967)

Sedangkan tinggi jenjang yang dibuat (tergantung kemampuan alat gali, biasanya shovel ) dihitung berdasarkan :
Tinggi jenjang maximum = Hmax = 1,2 Cd + 30 (tertinggi pada ideal)
Tinggi jenjang optimum = Hop = 1,8 Cd + 18 (angka tertinggi sesuai dengan medan kerja).
Keterangan :
Cd = kapasitas mangkok.
Angka optimum < angka maksimum karena kondisi kerja umumnya lebih jelek dibanding teoritis.
Beberapa faktor atau kondisi yang mempengaruhi alat gali dalam menentukan tinggi dari “bench” adalah sebagai berikut :
Kondisi ideal untuk power shovel :
1) Materi yang digali : batu gamping yang masih utuh.
2) Swing max. 90%
3) Jenjang bersih : tidak ada ceceran batuan.

Kondisi tidak ideal (kondisi optimum) :
1) Materi yang digali granit.
2) Jenjang becek dan kotor
3) Swing > 90%
b. Cara perhitungan “bench” berdasarkan Melenikov, N. & Chesmokov, M.
Wmin = a + G + Rs + 4Wh + Ld + nB
dimana :
a = Wb
Rs = Radius of reared = Ls
Wh = Wt
Ld = Lebar alat bor
nB = y ; (B = jarak tiap row)

Gambar 2.14
Pembuatan “Bench” cara Melenikov,N. dan Chesmokov, M.
(MIR Publisher, Moskow, 1969)

Panjang jenjang = Lb = (N-1)S =
N = jumlah lubang tempat
S = spasi (spacing)
V = volume batuan yang diledakkan.
r = row
B = jara tiap “row” = “burden”
L = tinggi jenjang
m = berapa kali peledakan dalam sehari
Solusi jika lebar minimum melampaui batas ultimate slope, jangan mensejajarkan alat-alat pada jalur pemuatan (Wt cukup 1, jangan bersimpangan).
2. Jalan tambang
Salah satu pertimbangan geometri adalah pembuatan jalan tambang baik itu jalan masuk ke dalam tambang untuk pengangkutan bijih/endapan bahan galian yang ditambang ataupun juga jalan yang digunakan untuk penimbunan lapisan penutup. Geometri dari jalan akan mempengaruhi bentuk geometri daerah penambangan secara umum. Geometri dari jalan tersebut meliputi lebar dan kemiringan jalan (biasanya dipengaruhi oleh jenis alat yang digunakan dalam operrasi penambangan).


a. Umum
Pada sistem penambangan terbuka, sarana jalan merupakan (alat) vital bagi kelancaran produksi. Untuk itu diperlukan kondisi jalan yang diperlukan untuk mendukung bahan kendaraan serta material yang dipindahkan.
Tahap pembuatan jalan terdiri dari 3 bagian, yaitu :
• Perencanaan geometri
• Tebal perkerasan
• Pelaksanaan konstruksi
1) Perencanaan geometri jalan
Setelah daerah yang akan ditambang ditentukan berdasarkan peta eksplorasi, maka dilakukan pembersihan lapangan. Kemudian dilakukan pembuatan jalan pengupasan (stripping road). Tanah penutup yang telah digali, diangkut dan dibuang di tempat tertentu (overburden disposal). Beberapa hal yang perlu diperhatikan :
a. Iklim
Daerah lokasi penambangan diperngaruhi oleh keadaan iklim. Untuk iklim tropis, terdapat 2 musim yang berpengaruh yaitu musim hujan dan musim kemarau yang akan mempengaruhi produksi. Penurunan produksi dapat terjadi pada musim hujan dan kemarau. Pada musim hujan keadaan jalan angkut akan licin atau lengket dan berbahaya untuk dilalui. Sedangkan pada musim kemarau, jalan menjadi berdebu yang akan mempengaruhi pandangan pengemudi.
b. Tanah dasar
Tanah dasar dari daerah tambang harus diteliti jenis dan kondisinya, meliputi batas Atterberg (batas cair, batas plastis) dan golongannya (misalnya menurut Unified Soil Classification System). Kegunaannya untuk menentukan kekuatan daya dukung tanah.
c. Bahan pekerasan lokal
Dianjurkan untuk mempergunakan batu yang diperoleh dari sekitar lokasi penambangan. Batu untuk bahan perkerasan jalan boleh langsung dipergunakan tanpa melalui preparasi. Batu hendaknya dipecahkan sebagai fraksi berukuran 5-7,5 cm.
d. Kemiringan (grade)
Kemiringan jalan mempengaruhi produksi. Sebaiknya diambil kemiringan optimum. Faktor gravitasi hendaknya dimanfaatkan semaksimal mungkin.
e. Lebar jalan
Lebar jalan hendaknya disesuaikan dengan kebutuhan, dapat satu jalur, dua jalur atau lebih.
f. Fungsi jalan
Menurut fungsinya jalan dibedakan menjadi :
- Jalan pengangkutan utama (main road), yaitu jalan yang menghubungkan setiap stasiun penyaringan ke pabrik pengolahan atau tempat penimbunan.
- Jalan tambang (mine road), yaitu jalan yang menghubungkan daerah penambangan dengan stasiun penyaringan.
- Jalan pembuangan (disposal road), yaitu jalan yang menghubungkan daerah pengupasan dengan daerah pembuangan.
- Jalan pengupasan (stripping road), yaitu jalan yang melayani aktivitas pengupasan tanah penutup dan sifatnya hanya sementara.
g. Jenis dan kapasitas kendaraan yang melalui jalan.
2) Tebal Perkerasan
Bagian – bagian perkerasan (Gambar 2.15) jalan adalah lapisan material yang dipilih dan dikerjakan menurut persyaratan tertentu sesuai dengan macamnya dan berfungsi untuk menebarkan beban roda kendaraan sedemikian rupa sehingga dapat ditahan oleh tanah dasar dalam batas daya dukungnya. Umumnya bagian-bagian perkerasan jalan terdiri dari :
a. Lapis permukaan
Lapis yang terletak paling atas disebut lapisan permukaan, dan berfungsi sebagai :
- lapis perkerasan penahan beban roda, lapisan mempunyai stabilitas tinggi untuk menekan roda selama masa pelayanan.
- lapis kedap air, sehingga air hujan yang jatuh di atasnya tidak meresap ke lapisan di bawahnya dan melemahkan lapisan-lapisan tersebut.
- lapis aus (wearing course), lapisan yang berlangsung menderita gesekan akibat rem kendaraan sehingga mudah menjadi aus.
- lapisan yang menyebarkan beban ke lapisan bawah, sehingga dapat dipikul oleh lapisan lain yang mempunyai daya dukung yang lebih jelek.
Guna dapat memenuhi fungsi tersebut di atas, pada umumnya lapisan permukaan dibuat dengan menggunakan bahan pengikat aspal sehingga menghasilkan lapisan yang kedap air dengan stabilitas yang tinggi dan daya tahan yang lama.
Gambar 2.15
Penampang Melintang Susunan Perkerasan

b. Lapis pondasi
Lapisan perkerasan yang terletak di antara lapis pondasi bawah dan lapis permukaan dinamakan lapis pondasi (base course), dan berfungsi sebagai :
- bagian perkerasan yang menahan gaya lintang dari beban roda dan menyebarkan beban ke lapisan dibawahnya.
- lapisan peresapan untuk lapisan pondasi bawah.
- bantalan terhadap lapisan permukaan.
c. Lapis pondasi bawah
Lapisan perkerasan yang terletak antara lapis pondasi atas dan bawah dasar dinamakan lapis pondasi bawah (subbase), dan berfungsi sebagai :
- bagian dari konstruksi perkerasan untuk menyebarkan beban roda ke tanah dasar
- efisiensi penggunaan material. Material pondasi bawah relatif lebih murah dibandingkan dengan lapisan perkerasan diatasnya.
- mengurangi tebal lapisan di atasnya yang lebih mahal.
- lapis peresapan, agar air tanah tidak berkumpul di pondasi.
- lapisan pertama, agar pekerjaan dapat berjalan lancar. Hal ini sehubungan dengan kondisi lapangan yang memaksa harus segera menutup tanah dasar dari pengaruh cuaca, atau lemahnya daya dukung tanah dasar menahan roda-roda alat besar.
- lapisan untuk mencegah partikel-partikel halus dari tanah dasar nasik ke lapis pondasi.
d. Lapis tanah dasar
Lapisan tanah setebal 50-100 cm di atas mana akan diletakkan lapis pondasi bawah dinamakan lapis tanah dasar. Lapis tanah dasar dapat berupa tanah asli yang dipadatkan jiak tanah aslinya baik, tanah yang didatangkan dari tempat lain dan dipadatkan atau tanah yang distabilkan dengan kapur atau bahan lainnya. Pemadatan yang baik diperoleh jika dilakukan pada kadar air optimum dan diusahakan kadar air tersebut konstan selama umur rencana. Hal ini dapat dicapai dengan perlengkapan drainase yang memenuhi syarat.
Ditinjau dari muka tanah asli, maka lapisan tanah dasar dibedakan atas :
- lapis tanah dasar, tanah galian.
- lapis tanah dasar, tanah timbunan.
- lapis tanah dasar, tanah asli.

Contoh tebal perkerasan untuk jalan tambang :
1) Jalan pengangkutan utama (Gambar 2.16 dan 2.17)
2) Jalan tambang (Gambar 2.18 dan 2.19)
3) Jalan untuk pembuangan tanah penutup (Gambar 2.20 dan 2.21)
4) Jalan pengupasan (Gambar 2.22 dan 2.23)




Gambar 2.16
Susunan Perkerasan Jalan Pengangkutan Utama


Gambar 2.17
Susunan Tebal Perkerasan Jalan Pengangkutan Utama

Gambar 2.18
Susunan Perkerasan Jalan Tambang



Gambar 2.19
Susunan Tebal Perkerasan Jalan Tambang

Gambar 2.20
Susunan Perkerasan Jalan Pembuangan




Gambar 2.21
Susunan Tebal Perkerasan Jalan Pembuangan


Gambar 2.22
Susunan Perkerasan Jalan Pengupasan



Gambar 2.23
Susunan Tebal Perkerasan Jalan Pengupasan
3. Pelaksanaan Konstruksi
• Material Konstruksi
1) Tanah dasar
Perkerasan jalan diletakkan di atas tanah dasar, dengan demikian secara keseluruhan mutu dan daya tanah kostruksi perkerasan tak lepas dari sifat tanah dasar. Tanah dasar yang baik untuk konstruksi perkerasan jalan adalah tanah dasar yang berasal dari lokasi itu sendiri atau didekaynta; yang telah dipadatkan sampai tingkat kepadatan tertentu sehingga mempunyai daya dukung yang baik serta kemampuan mempertahankan perubahan volume selama masa pelayanan walaupun terdapat perbedaan kondisi lingkungan dan jenis tanah setempat.
2) Agregat
Agregat/batuan didefinisikan secara umum sebagai formasi kulit bumi yang keras dan solid. Agregat /batuan merupakan komponen utama dari lapisan perkerasan jalan yaitu mengandung 90-95% agregat berdasarkan persentase berat atau 75-85% agregat berdasarkan persentase volume. Dengan demikian daya dukung, keawetan dan mutu perkerasan jalan ditentukan juga dari sifat agregat dan hasil campuran agregat material lain.
3) Aspal
Aspal didefinisikan sebagai material berwarna hitam atau coklat tua, pada temperatur tuang berbentuk padat sampai agak padat. Jika dipanaskan sampai suatu temperatur tertentu aspal dapat menjadi lunak atau cair sehingga dapat membungkus partikel agregat pada waktu pembuatan aspal beton atau dapat masuk ke dalam pori-pori yang ada pada penyemprotan/penyiraman pada perkerasan.
Hidrocarbon adalah bahan dasar utama dari aspal yang umumnya disebut bitumen, sehingga aspal sering juga disebut bitumen.
• Metode Konstruksi
Pelaksanaan konstruksi jalan dapat diaut dengan berbagai metode, diantaranya :
1) Metoda “ Bina Marga”
Jalan yang dibuat dengan metoda “Bina Marga” mempunyai sifat :
- umur jalan dapat diramalkan.
- tebal perkerasan berdasarkan beban as dan jumlah lintasan.
- bahan lapis permukaan menggunakan aspal beton.
2) Metoda “California Bearing Ratio”
Jalan yang dibuat dengan metode ini mempunyai sifat :
- umur jalan tidak dapat diramalkan.
- tebal perkerasan berdasarkan beban ban.
- bahan lapis permukaan menggunakan “crushed reject” (lapisan pondasi) – 5 cm ditambah bahan halus sebagai pengikat.
Khusus untuk metode “California Bearing Ratio” diperlukan peralatan untuk perawatan jalan, yaitu :
- bulldozer, yang dilengkapi dengan “ripper”, gunanya untuk menyebarkan bahan lapis permukaan dan untuk membongkar material jalan.
- mobil tangki air, gunanya menyiramjalan untuk mengurangi debu di musim kemarau.
- motor grader, untuk meratakan jalan.
- Roller, untuk memadatkan.
3. Stripping Ratio (Nisbah Pengupasan)
Salah satu cara menggambarkan efisiensi geometri (geometrical efficiency) dalam kegiatan penambangan adalah dengan istilah “Stripping Ratio” atau nisbah pengupasan. Stripping ratio (SR) menunjukkan jumlah overburden yang harus dipindahkan untuk memperoleh sejumlah bijih yang diinginkan. Ratio ini secara umum digambarkan sebagai berikut :

Dalam hal ini unit satuan yang lain juga dapat digunakan. Dalam kegiatan strip coal mining maka perhitungan stripping ratio adalah sebagai berikut :


Ratio antara waste terhadap bijih yang digambarkan dalam suatu unit satuan tertentu berguna untuk tujuan design perancangan. Sebagai contoh, ratio ini didefinisikan sebagai berikut :

Dalam hal ini harus diperhatikan bahwa jika overburden dan bijih mempunyai density yang sama, maka persamaan di atas akan memiliki nilai yang sama.
Sehingga dari nilai stripping ratio yang diperoleh dan dibandingkan dengan nilai BESR (Break Even Stripping Ratio) yang telah dihitung sebelumnya, maka akan diperoleh bahwa secara teknis batasan kegiatan penambangan dalam pit adalah sampai nilai BESR dicapai dalam perhitungan stripping ratio. Sebagai contoh dapat dilihat dalam Gambar 2.24.





Gambar 4.24
Batasan Penambangan Berdasarkan Nilai Stripping Ratio dan BESR

Latihan Soal :
1. Jelaskan apa yang dimaksud dengan “ultimate pit limit” ? Jelaskan secara singkat metode atau cara penentuan “ultimate pit limit” ini baik dengan cara manual ataupun cara komputer .
2. Pertimbangan-pertimbangan apa yang harus diperhatikan dalam melakukan perancangan suatu tambang terbuka ? Jelaskan secara singkat dan jelas (baik aspek ekonomis dan aspek teknis)

1 komentar:

  1. panjangnya juga...sulit dicerna kata2nya...

    lebih banyak nama batunya dari pada kata sambungnya

    BalasHapus